4. Расчет термического кпд газотурбинной установки

Термический КПД газовой турбины с подводом теплоты при постоянном давлении может быть вычислен по следующим уравнениям:

, (17)

или

, (18)

где - степень сжатия, - степень повышения давления.

Термический КПД газовой турбины с подводом теплоты при постоянном объеме находится следующим образом:

, (19)

где - степень повышения давления при подводе теплоты при постоянном объеме.

Задание. Найти термический КПД газотурбинной установки с подводом теплоты при постоянном объеме и с подводом теплоты при постоянном давлении. Рабочим телом является двухатомный газ.

Последняя цифра шифра	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13

5. Ответы на контрольные вопросы

Используя учебное пособие по предмету, а также рекомендуемую литературу, ответить письменно на предлагаемые вопросы. Необходимо ответить на 10 вопросов, выбрав их из указанного списка по последней цифре шифра. Например, если последняя цифра шифра – 0, то ответить необходимо на вопросы под номерами 10, 20, 30, …, 100.

Вопросы:

1. Что такое рабочее тело? Почему в качестве рабочего тела используются ве­щества в газообразном (парообразном) состоянии?

2. Что такое параметр состояния? Являются ли параметры состояния независи­мыми величинами?

3. В чем состоит взаимодействие между системой и окружающей средой?

4. Какие процессы называются равновесными и какие неравновесными?

5. Как вычисляются теплота и работа?

6. Дайте определения энтальпии и внутренней энергии.

7. Какие термодинамические диаграммы чаще всего применяют на практике и почему?

8. Чему равна площадь под кривой процесса на pv - диаграмме?

9. Сформулируйте первый закон термодинамики.

10. Запишите различные аналитические выражения первого закона термодина­мики.

11. Какой газ называется идеальным?

12. Что такое нормальные физические условия?

13. В чем сущность молекулярно - кинетической теории теплоемкости? Каковы основные недостатки этой теории?

14. Какова связь между истинной и средней теплоемкостями?

15. Как связаны изобарная и изохорная теплоемкости идеального газа?

16. В какой форме может быть задана зависимость теплоемкости идеального газа от температуры?

17. Какими свойствами обладают внутренняя энергия и энтальпия идеального газа?

18. Какой процесс называется политропным?

19. Какое значение имеет показатель политропы в изобарном, изохорном и изо­термическом процессах?

20. Линия какого процесса - адиабатного или изотермического идет круче в ко­ординатах р-v?

21. В каких пределах изменяется теплоемкость политропного процесса?

22. Какими способами может быть задана смесь идеальных газов?

23. Что такое кажущаяся молекулярная масса смеси идеальных газов?

24. Что такое парциальное давление и парциальный объем?

25. Сформулируйте закон Дальтона. В каком случае справедлив этот закон?

26. Как рассчитывается теплоемкость смеси идеальных газов при различных способах задания этой смеси?

27. Какой цикл называется прямым и какой обратным?

28. С помощью каких величин определяют степень совершенства прямых и об­ратных циклов?

29. Из каких процессов состоит цикл Карно?

30. Сформулируйте теорему Карно.

31. Какой цикл называется регенеративным?

32. Как влияет необратимость на процесс преобразования теплоты в работу?

33. В чем сущность второго закона термодинамики?

34. Приведите различные формулировки второго закона термодинамики.

35. Приведите аналитическое выражение второго закона термодинамики.

36. В чем заключается различие между адиабатным и изоэнтропным процесса­ми?

37. Что такое эксергия?

38. Какой пар называется влажным, сухим насыщенным, перегретым?

39. Что такое фундаментальная (главная) тройная точка вещества?

40. Чем отличаются процессы испарения и кипения?

41. Что такое степень сухости?

42. Что называется влажным воздухом?

43. При каких условиях влажный воздух можно считать с достаточной степенью точности идеальным газом?

44. Как определяется массовое и мольное влагосодержание влажного воздуха?

45. В каком случае влажный воздух называется насыщенным, а в каком - нена­сыщенным?

46. Что такое относительная влажность?

47. Что такое точка росы?

48. Что такое работа проталкивания?

49. Что такое располагаемая работа?

50. Для осуществления каких процессов используют сопла и диффузоры?

51. В каких случаях процесс течения можно считать адиабатным?

52. В каких случаях необходимо использовать комбинированное сопло Лаваля?

53. Как учитывается влияние трения на скорость течения газа или пара?

54. Какие предпосылки положены в основу идеализации процесса адиабатного дросселирования?

55. На что затрачивается работа расширения при дросселировании?

56. Как изменяются параметры идеального газа при дросселировании?

57. Как зависит работа, затрачиваемая на привод компрессора, от показателя по­литропы сжатия?

58. Как влияет наличие вредного пространства на производительность компрес­сора?

59. В чем заключаются преимущества многоступенчатого сжатия газа в ком­прессоре?

60. Какие предпосылки положены в основу идеализации циклов поршневых двигателей внутреннего сгорания?

61. Почему в идеальных циклах поршневых двигателей внутреннего сгорания процесс отвода теплоты принимается изохорным?

62. Сравните графически термические КПД идеальных циклов ДВС с подводом теплоты при постоянном объеме (цикл Отто) и постоянном давлении (цикл Ди­зеля), если степени сжатия и отведенные количества теплоты у них одинаковы.

63. Как влияет степень сжатия на термический КПД идеального цикла ДВС с подводом теплоты при постоянном объеме (цикла Отто)?

64. Как влияет степень предварительного расширения на термический КПД идеального цикла ДВС с изобарным подводом теплоты при постоянном давле­нии (цикла Дизеля)?

65. В чем заключаются преимущества двигателя, работающего по циклу со смешанным подводом теплоты (цикла Тринклера)?

66. Изобразите принципиальную схему ГТУ без регенерации и с регенерацией теплоты.

67. Какими методами можно повысить термический КПД ГТУ?

68. Покажите графически в координатах Т-s, что использование регенерации теплоты, ступенчатого сжатия и подвода теплоты приближает термический КПД цикла ГТУ к термическому КПД цикла Карно в том же интервале темпе­ратур.

69. Почему в идеальных циклах ГТУ и реактивных двигателей отвод теплоты принимается изобарным?

70. Почему в паротурбинных установках не используется цикл Карно?

71. Почему основным рабочим телом паротурбинных установок служит водяной пар?

72. Изобразите цикл Ренкина в координатах р-v; T-s.

73. Изобразите принципиальную схему паротурбинной установки.

74. При каких условиях можно пренебречь работой, затрачиваемой на привод питательного насоса паротурбинной установки?

75. Как влияют начальные параметры пара на термической КПД цикла Ренкина?

76. Изобразите в координатах Т-s цикл паротурбинной установки с предельной регенерацией.

77. Покажите, что термический КПД регенеративного цикла паротурбинной ус­тановки повышается с увеличением числа регенеративных отборов.

78. Изобразите в координатах Т-s идеальный цикл паротурбинной установки с промежуточным перегревом пара.

79. В чем заключается сущность комбинированной выработки электроэнергии и теплоты на ТЭЦ?

80. Изобразите принципиальную схему парогазовой установки и ее идеальный цикл в координатах Т-s.

81. В чем заключаются преимущества установок с МГД - генератором?

82. Каким образом повышается электропроводность плазмы в канале МГД - ге­нератора?

83. Что такое холодильный коэффициент и коэффициент трансформации тепло­ты (отопительный коэффициент)?

84. В чем заключается принцип действия теплового насоса?

85. Назовите преимущества атомных силовых установок

86. Назовите недостатки атомных силовых установок

87. Укажите особенности применения одноконтурной схемы атомной силовой установки

88. Укажите особенности применения двухконтурной схемы атомной силовой установки

89. Какие теплоносители, с точки зрения радиационной безопасности, можно использовать в одноконтурной схеме атомной силовой установки?

90. Какие теплоносители, с точки зрения радиационной безопасности, можно использовать в двухконтурной схеме атомной силовой установки?

91. Дайте определение топлива

92. Какие химические элементы входят в состав топлива?

93. Что такое теплота сгорания топлива?

94. Что такое условное топливо?

95. Какими способами определяется теплота сгорания топлива?

96. Какие вы знаете нетрадиционные источники энергии? Коротко опишите их.

97. Какие вы знаете возобновляемые источники энергии? Коротко опишите их.

98. Назовите преимущества и недостатки использования энергии ветра

99. Назовите преимущества и недостатки использования энергии солнца

100. Назовите преимущества и недостатки использования энергии приливов