3.1 Определение параметров цикла p, V, t, u, h в узловых точках цикла.
Точка 1:
Давление 120 000 Па, температура303 К;
Удельный объем определим из уравнения состояния:
287·303/120000 = 0,74 ;
Внутренняя энергия:
0,716·303 = 217 ;
Энтальпия:
1,004·303 = 304 ;
Точка 2:
0,74/6 = 0,123 ;
120 000·61,3 = 1 232 474 Па;
1 232 474·0,123/287 = 517 К;
0,716·517 = 370 ;
1,004·517 = 519 ;
Точка 3:
4·1 232 474 = 4 929 897 Па;
0,123 ;
4 929 897·0,123/297 = 2070 К;
0,92·2070 = 1904 ;
1,213·2070 = 2510 ;
Точка 4:
0,74 ;
120 000·6(1,3–1,23)·4 = 544 141 Па;
544 141·0,74/297 = 1374 К;
0,936·1374 = 1286 ;
1,229·1374 = 1689 .
3.2 Определение значений c, ,,q, l для каждого процесса цикла
Расчет изменения внутренней энергии процесса
370–217 = 153 ;
1904–370 = 1534 ;
1286–1904 = –618 ;
217–1286 = –1069 .
Расчет изменения энтальпии процессов
519–304 = 215 ;
2510–519 = 1991 ;
1689–2510 = –821 ;
1689–304 = 1385 .
Расчет изменения работы процесса
293 (303–517)/(1,3–1) = –209 ;
0;
293 (2069–1374)/(1,23–1) = 885 ;
0.
Расчет изменения теплоты процессов:
,
154–209 = –56 ;
1535+0 = 1535 ;
–821+885 = 268 ;
–1069+0 = –1069 .
Расчет изменения средней теплоемкости процессов
,
–56/(517–303) = –0,261 ;
1534/(2070–517) = 0,988 ;
268/(1374–2070) = 0,3855 ;
–1069/(303–1374) = –0,998 .
3.3 Расчет работы цикла , термического КПД, и среднеидикаторного давления
Расчет работы цикла
–209+0+885+0 = 676 .
Расчет термического КПД цикла
.
Расчет среднеиндикаторного давления
676/(0,74–0,123) = 1 096 154 Па
3.4 Среднеинтегральные температуры процессов. Потери работоспособности.
Для расчета среднеинтегральной температуры, необходимо предварительно рассчитать энтропию в узловых точках цикла.
,
T0 = 273 K, p0 = 101 300 Па – параметры процесса при нормальном состоянии.
;
;
;
.
Определим среднеинтегральные температуры
1534/(1,298–0,023) = 1203 К;
(–56+268–1069)/(1,298–1,441) = 672 К;
1–672/1203 = 0,44.
Потери производительности:
(1,298–0,023) (2070–517) = 1303 .
3.5 Изображение цикла в P–v и T–s тепловых диаграммах.
Изображение цикла см. на рис.1.1 и 1.2 соответственно
3.6 Оптимизация цикла двигателя.
Чтобы улучшить КПД процесса, нужно стремиться поставить выше точку 2, и точку 4 на T–s диаграмме опустить ниже либо увести вправо. Практически этого можно добиться следующими способами: увеличить коэффициент предварительного сжатия , а также по возможности максимально приблизить коэффициент политропы к коэффициенту адиабаты.
4. РАСЧЕТ ЦИКЛА И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПАРОСИЛОВОЙ УСТАНОВКИ
Параметры водяного пара перед конденсационной турбиной: p1 = 13 МПа, t1 = 560 °С, а после промежуточного перегрева р3 = 3 МПа, t3 = 560 оС. Давление в конденсаторе р4 = 0,004 МПа. Определить подводимое количество теплоты в промежуточном перегревателе, а также термический КПД цикла. Сопоставить полученное значение этого КПД с его аналогом для цикла без промежуточного перегрева. В обоих случаях необходимо учесть работу, затрачиваемую на привод питательного насоса. Изобразить циклы в координатах h-s и T-s.