3.2 Цикл паросиловой установки с промежуточным перегревом пара (рис.2)
Определяем энтальпию водяного пара в точках 1,1,2:
h1=2660 кДж/кг; h1=3000 кДж/кг; h2=2550 кДж/кг.
Находим характеристики цикла паросиловой установки с промежуточным перегревом пара.
Работа цикла:
КПД цикла:
Удельный расход пара:
Удельный расход теплоты:
q' = q1'd' = 3010· 1,25· 10-3 = 3,76 кДж/кДж.
Расход пара:
D' = d'· N = 1,25. 10-3· 104 = 12,5 кг/с.
Расход теплоты:
Q' = D'· q1' = 12,5· 3010 = 37,6 кДж/с.
В рассмотренном примере промежуточный перегрев пара вызывает снижение расхода теплоты Q и пара D, что приводит к экономии топлива при неизменной мощности паросиловой установки. Кроме того, промежуточный перегрев пара при данных характеристиках цикла паросиловой установки необходим для снижения влагосодержания водяного пара на выходе из трубы с 15% до 4%, т.к. максимально допустимое влагосодержание не должно превышать 14%[1].
Варианты задания для расчета цикла паросиловой установки приведены в прил. 2.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Изобразите цикл Ренкина для паросиловой установки в P-v и T-s, h-s
координатах.
2. Из каких агрегатов состоит паросиловая установка, работающая по циклу
Ренкина?
Какое их назначение и какие термодинамические процессы в них
осуществляется?
3. Как определяется термический КПД цикла Ренкина?
4. Укажите пути увеличения термического КПД цикла Ренкина?
5. Изобразите цикл паросиловой установки с промежуточным перегревом пара в
Т-s и h-s – координатах.
6. Изобразите в энтропийной диаграмме цикл Ренкина с учётом не обратимых
потерь при расширении пара в турбине?
7. Как оценить термодинамическое совершенство цикла теплового двигателя?
8. Почему в паросиловых установках в качестве рабочего тела используются пары
жидкости, например, воды?
9. Каковы характерные особенности цикла Ренкина?
10. Каковы основные характеристики паросиловой установки?
ЛИТЕРАТУРА
Кирилин В.А., Сычёв В.В., Шейндлин А.Е. ''Теоретическая термодинамика’’ -М.: Энергоатомиздат, 1983. –416с.
Техническая термодинамика (под. ред. д.т.н., проф. Крутова В.И.). –М.: Высшая школа, 1991. –384с.
Теплотехника (под. ред. д.т.н., проф. Луканина В.Н.) –М.: высшая школа. 1999. –671с.
Теплотехника / Под ред. Баскакова А.П. –М.: Энергоатомиздат. 1991. –224с.
Кушнырёв В.И. и др. Техническая термодинамика и теплопередача. -М.: Стройиздат. 1986. –464с.
Сборник задач по технической термодинамике и теплопередаче (под ред. Юдаева Н.Б.). –М.: Высшая школа. 1964. –372с.
Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике. -М.: 1969.
Зубарев В.Н., Александров А.А. Практикум по технической термодинамике. -М.: Энергия. 1971. –352с.
Андрианова Т.Н., Дзампов Б.В., Зубарев В.Н., Ремизов С.А., Филатов Н.Я. Сборник задач по технической термодинамике. -М.: Издательство МЭИ. 2000. –356с.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Параметры насыщенного водяного пара по давлениям
|
p, МПа |
ts, oC |
v', м3/кг |
v'', м3/кг |
, кг/м3 |
h', кДж/кг |
h'', кДж/кг |
r, кДж/кг |
s', кДж/(кгК) |
s'', кДж/(кгК) |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,008 0,010 0,011 0,012 0,014 0,016 0,018 0,020 0,025 0,030 0,050 0,075 0,10 0,12 0,14 0,16 0,20 0,26 0,30 0,40 |
6,92 17,51 24,10 28,98 32,88 36,18 41,54 45,84 47,72 49,45 52,58 55,34 57,82 60,08 64,99 69,12 81,35 91,80 99,64 104,81 109,33 113,32 120,23 128,73 133,54 143,62 |
0,0010001 0,0010014 0,0010028 0,0010041 0,0010053 0,0010064 0,0010085 0,0010103 0,0010111 0,0010119 0,0010133 0,0010147 0,0010159 0,0010171 0,0010199 0,0010222 0,0010299 0,0010372 0,0010432 0,0010472 0,0010510 0,0010543 0,0010605 0,0010685 0,0010733 0,0010836 |
129,9 66,97 45,66 34,81 28,19 23,74 18,10 14,68 13,40 12,35 10,69 9,429 8,444 7,647 6,202 5,226 3,239 2,216 1,694 1,429 1,236 1,091 0,8854 0,6925 0,6057 0,4624 |
0,00770 0,01493 0,02190 0,02873 0,03547 0,04212 0,05525 0,06812 0,07462 0,08097 0,09354 0,10600 0,1185 0,1308 0,1612 0,1913 0,3087 0,4512 0,5903 0,6999 0,8088 0,9164 1,129 1,444 1,651 2,163 |
29,32 73,52 101,04 121,42 137,83 151,50 173,9 191,9 199,7 207,0 220,1 231,7 241,9 251,4 272,0 289,3 340,6 384,5 417,4 439,4 458,5 475,4 504,8 540,9 561,4 604,7 |
2513 2533 2545 2554 2561 2567 2576 2584 2588 2591 2596 2601 2605 2609 2618 2625 2645 2663 2675 2683 2690 2696 2707 2719 2725 2738 |
2484 2459 2444 2433 2423 2415 2402 2392 2388 2384 2376 2369 2363 2358 2346 2336 2204 2278 2258 2244 2232 2221 2202 2178 2164 2133 |
0,1054 0,2609 0,3546 0,4225 0,4761 0,5207 0,5927 0,6492 0,6740 0,6966 0,7368 0,7722 0,8038 0,8321 0,8934 0,9441 1,0910 1,2130 1,3026 1,3606 1,4109 1,4550 1,5302 1,621 1,672 1,777 |
8,975 8,722 8,576 8,473 8,393 8,328 8,227 8,149 8,116 8,085 8,031 7,984 7,944 7,907 7,830 7,769 7,593 7,456 7,360 7,298 7,246 7,202 7,127 7,040 6,992 6,897 |
Продолжение приложения 1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
0.50 0.60 0.80 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 18.0 20.0 22.0 |
151.84 158.84 170.42 179.88 187.95 195.04 201.36 207.10 212.37 223.83 233.83 250.33 263.91 275.56 285.80 294.98 303.32 310.96 318.04 324.63 330.81 336.63 342.11 347.32 356.96 365.71 373.7 |
0.0010927 0.0011007 0.0011149 0.0011273 0.0011385 0.0011490 0.0011586 0.0011678 0.0011766 0.0011972 0.0012163 0.0012520 0.0012857 0.0013185 0.0013510 0.0013838 0.0014174 0.0014521 0.001489 0.001527 0.001567 0.001611 0.001658 0.001710 0.001837 0.00204 0.00273 |
0.3747 0.3156 0.2403 0.1946 0.1633 0.1408 0.1238 0.1104 0.09958 0.07993 0.06665 0.04977 0.03944 0.03243 0.02737 0.02352 0.02048 0.01803 0.01592 0.01426 0.01277 0.01149 0.01035 0.009318 0.007504 0.00585 0.00367 |
2.669 3.169 4.161 5.139 6.124 7.103 8.080 9.058 10.041 12.51 15.00 20.09 25.35 30.84 36.54 42.52 48.83 55.46 62.58 70.13 78.30 87.03 96.62 107.3 133.2 170.9 272.5 |
640.1 670.5 720.9 762.7 798.3 830.0 858.3 884.4 908.5 961.8 1008.3 1087.5 1154.4 1213.9 1267.4 1317.0 1363.7 1407.7 1450.2 1491.1 1531.5 1570.8 1610 1650 1732 1827 2016 |
2749 2757 2769 2778 2785 2790 2793 2796 2799 2802 2804 2801 2794 2785 2772 2758 2743 2725 2705 2685 2662 2638 2611 2582 2510 2410 2168 |
2109 2086 2048 2015 1987 1960 1935 1912 1891 1840 1796 1713 1640 1570.8 1540.9 141.1 1379.3 1317.0 1255.4 1193.5 1130.8 1066.9 1001.1 932.0 778.2 583.0 152.0 |
1.860 1.931 2.046 2.138 2.216 2.284 2.344 2.397 2.447 2.554 2.646 2.786 2.921 3.027 3.122 3.208 3.287 3.360 3.430 3.496 3.561 3.623 3.684 3.746 3.971 4.015 4.303 |
6.882 6.761 6.663 6.587 6.523 6.469 6.422 6.379 6.340 6.256 6.186 6.070 5.973 5.890 5.814 5.745 5.678 5.615 5.553 5.493 5.432 5.372 5.310 5.247 5.107 5.928 5.591 |
Приложение 2
Варианты заданий циклов паросиловой установки
|
№ варианта |
Р1,МПа |
t1,oC |
Р2,МПа |
N,кВт |
Р1,МПа |
t1'',оC |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 |
250 270 300 330 350 370 400 430 450 500 500 450 430 400 370 350 330 300 270 250 300 400 500 250 450 350 270 330 370 430 |
0,01 0,05 0,1 0,02 0,03 0,04 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,01 0,01 0,05 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 |
500 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 14000 15000 500 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 14000 15000 |
0,2 0,3 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,3 0,4 0,2 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,40,1 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 |
250 250 350 350 350 370 370 400 450 500 450 400 400 400 400 350 350 350 250 250 300 400 500 250 450 350 270 330 370 430 |
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Введение…………………………………………………………………………..…..3
1. Цель работы………………………………………………………….…………..….4
2. Теоретическая часть……………………………………………………….…….….4
3. Пример расчёта термодинамического цикла паросиловой установки………..…6
3.1 Определение параметров водяного пара……………………………….………...7
3.2 Цикл паросиловой установки с промежуточным перегревом пара………..11
Контрольные вопросы…………………………………………………………….…13
Литература…………………………………………………………………………....14
Приложения……………………………………………………………………….….15
Варианты задания…………………………………………………………………...17