1.2. Определение энергетических параметров для всех процессов, составляющих цикл (∆u, ∆I, l, l’, qe, ∆ex).

ПРОЦЕСС 1-2 – адиабатное (изоэнтропное, обратимое) повышение давления в насосе.

знак «–» означает что работа затрачивается

, т.к. тепло в процессе не подводится и не отводится от рабочего тела.

ПРОЦЕСС 2-3 - изобарный подогрев воды в котле.

, т.к. , а P=const

ПРОЦЕСС 3-4 - изобарное испарение воды в котле.

ПРОЦЕСС 4-5 - изобарный перегрев пара в пароперегревателе.

ПРОЦЕСС 5-6 – адиабатное (обратимое) расширение пара в турбине.

ПРОЦЕСС 6-1 - изобарное охлаждение влажного пара в конденсаторе до

состояния насыщения воды при t=36,46^о С(T=309,76 K)

1.3. Определение кпд идеального цикла Ренкина.

Термодинамический КПД цикла рассчитывается по формуле , гдеq₁ – количество теплоты, подведённое в цикле к рабочему телу; q₂ – количество теплоты, отводимое от рабочего тела.

Определим величины и

КПД определяется как:

или 46,09 % - КПД идеального цикла

Ренкина без регенерации.

2. Расчет реального цикла ренкина.

Схема установки остаётся без изменения, изменяется процесс в турбине – адиабатный, неизоэнтропный, остальные процессы в первом приближении сохраняем обратимыми.

P-v, T-s диаграммы реального цикла Ренкина:

2.1. Определение параметров рабочего тела во всех узловых точках.

Появилась одна дополнительная точка.

ТОЧКА 6g

Внутренний адиабатный КПД турбины:

, отсюда можем определить:

Давление

По таблицам [2] определяем:

Степень сухости:

Другие точки данного цикла такие же, как и для идеального цикла.

2.2. Определение энергетических параметров для всех процессов, составляющих реальный цикл.

Процессы, которыми реальный цикл отличается от идеального, являются процессы 5-6g и 6g-1

ПРОЦЕСС 5-6g – адиабатное (необратимое) расширение в турбине в реальном цикле.

Работу расширения находим из уравнения первого закона термодинамики для ТДС:

где (для адиабатного процесса,)

, где , аT_си5-6g – среднеинтегральная температура в процессе 5-6g (в первом приближении реальный процесс 5-6g заменим политропным)

Тогда

ПРОЦЕСС 6g-1 – изобарное охлаждение влажного пара в конденсаторе:

Проверка.

Проверим правильность определения параметров реального и идеального циклов из условий: ,,,

Для идеального цикла получим:

Для реального цикла получим:

Условия выполняются.

2.3. Определение кпд реального цикла.

Определим КПД цикла по формуле:

где l’_Т – работа турбины, определяется как: l’_Т=l’_5-6д=i₅-i_6g;

l’_Н – работа насоса, определяется как l’_Н =l’_1-2=i₂-i₁; получим

или 38,65%

3. Определение величины диссипации энергии, потерь эксергии, эксергетического кпд турбины.

Диссипация энергии – это рассеяние энергии потока, вследствие трения и переход этой энергии в тепло трения.

Эксергия потока тепла q, отдаваемого телом с температурой T, определяется как: , гдеT₀ – температура окружающей среды. Если в элементе установки производится полезная работа l_полез, то потеря работоспособности рабочего тела:

∆l=[(ex_вх+ex_{q вх})-ex_вых]-l_полез,

где ex_вх – эксергия потока на входе в элемент; ex_вых – эксергия потока на выходе из элемента.

В турбине нет теплового источника, тогда

∆l=(ex_вх+ex_вых)- l_полез.

Потери эксергии обусловлены трением, теплообменом при конечной разности температур, потери тепла элементом.

Определим значение эксергетического КПД для оценки термодинамического совершенства турбины: