Пример

неразрывности потока: Ств = ρвωf, где f – площадь (суммарная) течения потока.

f = (πd2вн / 4) ×n => ω = 4 gж / ρв× πd2вн ×n = 4×111,1 / 951×π×0,022×480 = = 0,775 м/с

RеВ = ωdвн / VВ = 0,775×0,02 / 9,16×10-6 = 16921.

NuВ = 0,021× Rеж0,8×Рrж 0,43× (Prж / Рrс)0,25 , где параметры ρв ; υв ; Рr –

определены по средней температуре tв = (t2’ + t2’’) / 2 = (150+90)/2 = 120°С.

Число Prc должно определяться по t стенки трубы, которую мы не знаем заранее, поэтому примем в первом приближении, что

tc = (tв + tn) / 2 = (120 + 134,6) / 2 = 127,3°С => Prc = 1,08

Получим:

NuB = 0,021×169210,8×1,160,43×(1,16 / 1,08)0,25 = 155,2

Температуру стенки сплава в первом приближении принимаем ~127,3°С. Температура через цилиндрическую стенку:

21

Определим общее количество теплоты через теплообменник:

QТОА = ql ×l ×n = 7,47*103* 2×0,480 = 7,17МВт

Зная удельное количество теплоты qe и зная α н , αв можно получить температуры стенки, со стороны пара tnc , со стороны воды tвc во втором приближении:

tcn = tc – ql / παndн = 127,3 – 7470/3,14×4575×0,022 = 103,7°С tcв = tв – ql / παвbн = 120 – 7470/3,14×5929×0,02 = 102,4°С.

Поскольку полученные уточненные значения температуры стенки со стороны пара и воды отличаются не более чем на 1÷ 2 %, то можно считать полученный в первом приближении расчет относительно точным (с погрешностью не более 1÷ 2 %), а значит, можно не уточнять значения αn и αв.

Тогда полученное значение Q теплообменника (7,17 МВт) говорит о том, что один теплообменник не сможет обеспечивать теплообмен на условиях приведенных в задаче => требуется увеличить их количество до нужного:

nТОА = Qn / QТОА = 15,9 МВт / 7,17 МВт = 2,22

Полученное значение нужно увеличить, округлив до целого значения, при этом учесть, что практически ТОА сможет из-за загрязнений обеспечить только 80% расчетной тепловой нагрузки (от 7,17 МВт).

Учитывая вышесказанное получаем чисто ТОА в количестве 3 штук.

22

Задача № 6 Найти расход пара и термический КПД паротурбинной электростанции

мощностью Nэ , с начальными параметрами пара Ро , to , давление в конденсаторе Рк внутренний относительный КПД турбины ηoj , электромеханический КПД ηэм

Дано:

Nэ = 30 МВт Р0 = 4,0 МПа t0 = 430°С

Рк = 3 кПа

ηoj = 0,84 ηэм = 0,92

Решение:

По h–S диаграмме водяного пара определяем: h0 = 3550 кДж/кг

hks = 2500 кДж/кг

Расход пара рассчитаем из соотношения:

Конечная энтальпия:

hk = h0 - (h0 – hks) ηoi = 3550 – (3550-2500)*0.84 = 2668 кДж/кг

Термический КПД:

Энтальпия конденсата h3 определяется для давления 3 кПа: h3 = 107.7 кДж/кг.

ηt = (3550 −2668) = 0.256 .

(3550 −107.7)

24

Задача № 7 Теплоэлектроцентраль израсходовала ВТЭЦ каменного угля с низшей

теплотой сгорания QpH , выработав при этом электроэнергии Эвыр и отпустив тепло внешним потребителям Qотп.

Определить КПД ТЭЦ брутто и нетто по выработке электроэнергии и тепла, если расход электроэнергии на собственные нужды Эсн от выработнной энергии, КПД котельной установки ηку и расход топлива на выработку электроэнергии для собственных нужд Всн.

Дано:

ВТЭЦ = 91*106 кг/год

QpH = 26000 кДж/кг

Эвыр = 62*1010 кДж/год

Qотп = 4,0*1011 кДж/кг

Эсн = 6% или Эсн = 3,72*106 кДж/кг

ηку = 0,9 Всн=4,4*106 кг/год

Решение:

1) Определим КПД ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии:

2) Определим КПД ТЭЦ брутто по выработке теплоты:

3)Определим КПД ТЭЦ нетто по отпуску электроэнергии:

Ýîòï

ηÒÝÖÝíò = (ÂÒÝÖ − Âñí ) *Qíð

Эотп= Эвыр – Эсн = 62*1010 – 3,72*1010 = 58,28*1010 кДж/год.

4) Определим КПД ТЭЦ нетто по отпуску теплоты:

26

Список литературы

1.«Термодинамические свойства некоторых жидкостей и газов»; В.С.Белоусов; Б.П.Жилкин: Екатеринбург, 1998г.

2.«Техническая термодинамика»; В.А.Кириллин; В.В.Сычев: Москва,

1979г.

3.«Термодинамика и теплопередача»; А.В.Болгарский; Г.А.Мухачев: Москва, 1975г.

4.«Теплотехника»; А.П.Баскаков: Москва, 1991г.

27