Пример решения

исходные данные: Т₁ = 340 К; Т₂ = 1000 К; Т₃ = 2000 К; Т₄ = 680 К.

Решение

1.вычертить принципиальную схему ГТУ

1 – топливный бак; 2 – топливный насос; 3, 11 – трубопроводы;

4 – форсунка; 5 – камера сгорания; 6 – сопловый аппарат;

7 – турбина; 8 – электрогенератор (потребитель);

9 – выпускной патрубок; 10 – турбокомпрессор

Рисунок 1 – Схема ГТУ со сгоранием топлива при постоянном объеме

2. Вычертить цикл в координатахpv и Тs

1-2 – адиабатическое сжатие воздуха в турбокомпрессоре;

2-3 – изобарный подвод теплоты q₁ к сжатому газу (сгорание топлива в камере сгорания); 3-4 – адиабатное расширение газов в турбине;

4 -1 – условный изобарный процесс (отвод теплоты q₂ в атмосферу).

Рисунок 2 – Диаграммы рv и Ts цикла ГТУ при р = const

3 Расчет

3.1 удельное количество подведенной теплоты, q₁, кДж/кг,

q₁ = с_р (Т₃ – Т₂). (1)

q₁ = 1,008 (2000 – 1000) = 1008 кДж/кг.

3.2 удельное количество отведенной теплоты, q₂, кДж/кг,

q₂ = с_р (Т₄ – Т₁). (2)

q₂ = 1,008 (680 – 340) = 342,72 кДж/кг.

3.3 удельное количество использованной теплоты в цикле, q_о, кДж/кг,

q_о = q₁ – q₂. (3)

q_о = 10 080 – 342,72 = 6 537,28 кДж/кг.

4. термического КПД цикла η_t:

(4а)

(4б)

(4в)

Задача № 4

Паросиловая установка по циклу Ренкина

Таблица 1 – исходные данные

№ п/п в жур-нале	р1, мПа	T1, С	, мПа	, С	р2, кПа	№ п/п в жур-нале	р1, мПа	T1, С	, мПа	, С	р2, кПа
1	1,3	250	2,5	500	4,0	16	1,5	250	5,0	500	3,0
2	1,5	280	3,0	500	4,0	17	2,0	280	5,5	500	3,0
3	2,0	300	5,0	500	4,0	18	2,3	300	6,0	550	3,0
4	2,5	325	5,0	550	4,0	19	2,5	325	6,5	550	3,0
5	3,0	350	6,0	550	4,0	20	2,7	350	7,0	600	3,0
6	3,5	350	7,0	550	4,0	21	3,0	370	7,5	650	3,0
7	4,0	350	8,0	560	4,0	22	3,2	380	8,0	580	3,0
8	4,5	375	9,0	560	4,0	23	3,5	390	8,5	600	3,0
9	5,0	375	10,0	570	5,0	24	3,7	400	9,0	575	4,0
10	1,3	400	12,0	570	5,0	25	4,0	400	9,5	575	4,0
11	1,5	425	13,0	570	5,0	26	4,2	400	10,0	580	4,0
12	2,0	430	14,0	580	5,0	27	4,5	450	10,5	560	4,0
13	2,5	440	15,0	580	5,0	28	5,0	450	11,0	580	4,0
14	3,0	450	20,0	580	5,0	29	5,5	450	12,0	600	4,0
15	3,5	400	25,0	600	5,0	30	5,5	450	20,0	600	4,0

1. Вычертить принципиальную тепловую схему паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина. Обозначить позициями и записать наименование основных ее элементов.

2. Вычертить без масштаба цикл Ренкина в рv и Ts координатах. Обозначить узловые точки и процессы цикла.

3. Рассчитать для двух вариантов (исходные данные – таблица 1):

3.1. термический КПД цикла Ренкина η_t;

3.2. удельный расход пара d_о, кг/(кВт-ч), на выработку 1 кВт-ч энергии;

3.3 удельный расход пара d_о, кг/МДж, для совершения 1 МДж работы.

4. Дать алгоритм нахождения в s-i (s-h) диаграмме водяного пара рассчитываемый процесс расширения пара в паровой турбине (для 2-х вариантов).

5. На основании расчета сделать вывод о влиянии повышения начальных параметров пара на термический КПД цикла и выработку количества пара.

6. ответить на контрольные вопросы:

• что такое сухость пара?

• в какой области рv диаграммы пар находится в состоянии влажного, сухого насыщенного и перегретого пара?