Практическое занятие 6 Расчет циклов паротурбинных установок (пту).

Рекомендуемая литература

1. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. – М.: Высшая школа, 1980. – с.259-267.

2. Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике – М.:| Машиностроение, 1969. – с. 239-271.

3. Теплотехника/ М.М. Хазен, Г.А. Матвеев, М.Е. Грицевский, Ф.П.Казакевич/ Под ред. Г.А. Матвеева. – М.: Высшая школа, 1981. –с. 336-358.

4. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача. – М.: Высшая школа, 1988. – с. 142-147.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Чем отличается паротурбинная установка от двигателей внутреннего сгорания?

2. Чем отличается паровой цикл Ренкина от парового цикла Карно?

3. Изобразить цикл Ренкина в в иикоординатах.

4. Каково влияние начального давления пара на термический КПД цикла Ренкина?

5. Каково влияние конечных параметров пара на термический КПД цикла Ренкина?

Примеры решения задач

_{Задача 6.1. Определить параметры рабочего тела в характерных точках цикла Ренкина, количество подведенной и отведенной теплоты, работу цикла, теоретическую мощность турбины, термический КПД, если давление в котле р1 = 10 МПа, температура пара перед турбиной и t1= 500} ^о_{С, давление конденсации пара р2 = 0,005 МПа, расход пара М =1200 т/ч.}

_{Решение.} Точка 1. На si-диаграмме (П. «М») определим точку 1, характеризующую состояние и параметры рабочего тела перед турбиной.

_{Р1= 10 МПа, t1= 500} ^о_С, i₁ = ₃₃₇₅ кДж/кг, s_{1= 6,6} кДж/кг∙К.

_{Точка 2 характеризует состояние и параметры рабочего тела на выходе из турбины. Процесс расширения пара на лопатках турбины считают адиабатным, поэтому} s₂₌ s_1=6,6 кДж/кг∙К. Далее по si-диаграмме _{определяем:}

_{р2 = 0,005 Мпа,} i_{2 = 2010}кДж/кг, v₂ = _{22 м}³_{/кг, t2= 32,88}^о_{С. Пар влажный}

Точка 3. Конденсат (по таблице водяного пара, (П. «Л»)_{Р3= р2 = 0,005 МПа,} s_3=0,48 кДж/кг∙К, i₃ = 137,8 кДж/кг, v₂ = _{0,001 м}³_{/кг, t3= t2=32,88}^о_С.

i'₃≈i₃= 137,8 кДж/кг.

Точка 4. Кипящая жидкость (по таблице водяного пара)_{Р4=Р1=10 МПа,}

s_4=3,4 кДж/кг∙К, i₃ = ₁₄₀₈ кДж/кг, v₃ = _{0,00145 м}³_{/кг, t4= 311} ^о_С.

_{Точка 5. Сухой насыщенный пар} (по таблице водяного пара)_{Р5=Р1=10 МПа,}

s_{5= 5,6} кДж/кг∙К, i₅ = 2725 кДж/кг, v_{2 = 0,018 м}³_{/кг, t5=t4= 311} ^о_С.

_{Подведенная теплота:}

; (28)

отведенная теплота:

, (29)

тогда: 3375_{-137,8= 3237,2} кДж/кг; 2010_-137,8= _1872,2 кДж/кг.

Работа цикла: _{3237,2–1872,2= 1365} кДж/кг.

Термический КПД цикла:

Теоретическая мощность турбины: МВт.

_{Рис. 8. К задаче 6.1.}

_{Задача 6.2. Определить КПД идеального цикла Ренкина при начальной температуре пара t1= 500} ^о_{С и конечном давлении р2 = 0,01 МПа. Задачу решить при условии, что начальное давление: 1) Р1= 2,0 МПа; 2) Р1= 5,0 МПа;}

_{3) Р1= 10,0 МПа.}

_{Решение. Термический КПД идеального цикла Ренкина:}

.(30)

Энтальпии определяем из таблицы и диаграммы водяного пара (П. «Л», «М»):

1) = 3470 кДж/кг;= 2360 кДж/кг;=190 кДж/кг;

= 0,34.

2) = 3440 кДж/кг;= 2210 кДж/кг;=190 кДж/кг;

= 0,38.

3) = 3380 кДж/кг;= 2100 кДж/кг;=190 кДж/кг;

= 0,402.

Ответ:= 0,34;= 0,38;= 0,402.

задачи для самостоятельного решения

Задача 6.3. _{Определить параметры рабочего тела в характерных точках цикла Ренкина, количество подведенной и отведенной теплоты, работу цикла, теоретическую мощность турбины, термический КПД, если давление в котле}

_{р1 = 9 МПа, температура пара перед турбиной и t1= 400}^о_{С, давление конденсации пара р2 = 0,005 МПа, расход пара М=1050 т/ч.}

_{Ответ: =2972,21} кДж/кг, =_1752,21 кДж/кг, _{= 1220} кДж/кг. .

Задача 6.4. В паротурбинном двигателе определить количество отводимой в конденсаторе теплоты, если давление в конденсаторе Р_к = 0,005 МПа, а степень сухости пара, поступающего в конденсатор х=0,9. Количество пара поступающего в конденсатор G=6 кг/с.

_Ответ: =_13093,2 кДж/кг,

Задача 6.5. _{Определить КПД идеального цикла Ренкина при начальном давлении пара р1 = 4 МПа и начальной температуре t1= 500} ^о_{С. Задачу решить при условии, что конечное давление: 1) Р2= 0,2 МПа; 2) Р2= 0,05Мпа;}

_{3) Р2= 0,005 МПа.}

Ответ:= 0,255;= 0,3158;= 0,387.