Оглавление

ВВЕДЕНИЕ. …...……………………………………………………............. 3

1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ В

ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ ……………...…………..... 4

1.1. Обобщенная схема теплоэнергетической установки…..……….. 4

1.1.1. Работа измерения давления в потоке при расширении ....….. 5

1.1.2. Работа изменения давления в потоке при расширении в

адиабатных процессах ……………………………...…………………… 12

1.1.3. Изображение работы изменения давления в потоке в P,v-

и T,s- диаграммах для необратимых произвольных процессов

расширения ……….……….……………………...……………………….. 15

1.1.4. Работы изменения давления в потоке при сжатии ...…….….. 17

1.1.5. Работа изменения давления в потоке для адиабатных

процессов сжатия ………………………………...………..............…….. 18

1.1.6. Изображение работы изменения давления в потоке в

P,v- и T,s- диаграммах для необратимых произвольных

процессов сжатия …………………………………………………….…… 24

Вопросы для самоподготовки к главе 1 ...…………………………….. 26

2. ЭКСЕРГИЯ В ПОТОКЕ ………………………………………….….…. 28

Вопросы для самоподготовки к главе 2 …...………………….………. 31

3. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ ДЛЯ ПОТОКА ………….… 33

3.1. Основные понятия и характеристики потока …………………… 33

3.2. Уравнение первого закона термодинамики для потока ....……. 34

Вопросы для самоподготовки к главе 3 ….………………...…………. 38

4. ИСТЕЧЕНИЕ ГАЗА И ПАРА ЧЕРЕЗ СОПЛО …………...…….…… 40

4.1. Расчет соплового канала …………...………………………….…... 47

4.2. Адиабатное истечение через сопло с потерями ……………….. 51

4.3. Торможение. Параметры заторможенного потока …....…..…… 54

Вопросы для самоподготовки к главе 4 ……….…………...…………. 59

5. ДРОССЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОВ, ПАРОВ И ЖИДКОСТЕЙ …..….… 60

5.1. Анализ процесса дросселирования ……………………..….….… 63

5.2. Эффект Джоуля – Томсона ………………………………………… 65

Вопросы для самоподготовки к главе 5 ……….…………...…………. 69

6. СМЕШЕНИЕ ГАЗОВ И ПАРОВ ………………………...…………..… 71

6.1. Смешение в объёме ……………………………………..………….. 71

6.2. Смешение в потоке …………………..………….………………….. 74

6.3. Смешение при заполнении объёма ……...………….…………… 81

Вопросы для самоподготовки к главе 6 …….……...…………………. 83

7. ЦИКЛЫ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК ………….…...………… 85

7.1. Анализ возможности практической реализации цикла Карно

в области влажного насыщенного водяного пара ……….………….. 85

7.2. Цикл ПТУ на перегретом паре и сжатии рабочего тела

в области жидкости ……………………………………...….……………. 87

7.3. Методика расчета цикла простой ПТУ …………………………… 91

7.3.1. Система КПД цикла ПТУ ………………....…...…………..……... 97

7.4. Влияние параметров рабочего тела на тепловую

экономичность ПТУ ……………………………………......……………... 99

7.4.1. Влияние начального давления на тепловую экономичность

ПТУ ………………………………………………………..………….……... 99

7.4.2. Влияние начальной температуры на тепловую

экономичность ПТУ ..…………………………………..…………..…… 101

7.4.3. Влияние конечного давления на тепловую экономичность

ПТУ ……………...………………………………………..…….…………. 103

7.5. Цикл ПТУ с вторичным перегревом пара ………...…...………. 104

7.5.1. Методика расчета обратимого цикла ПТУ с вторичным

перегревом пара …………..…………………………..………….…….. 109

7.5.2. Методика расчета необратимого цикла ПТУ с вторичным

перегревом пара ………………………………………..………….…… 111

7.6. Регенеративный цикл ПТУ …………………………..….……….. 114

7.6.1. Методика расчета обратимого регенеративного

цикла ПТУ …..……………………………………………..……….…….. 117

7.6.2. Методика расчета необратимого регенеративного

цикла ПТУ ………………...……………………………..…………….…. 122

7.6.3. Анализ экономичности регенеративного цикла ПТУ ...…….. 126

7.6.4. Выбор оптимальных давлений отборов пара турбины

на регенеративные подогреватели ПТУ ………………..…….….….. 128

7.7. Теплофикационные циклы ПТУ ……………….....………….…... 132

7.7.1. Методика расчета теплофикационного цикла ПТУ..……….. 136

7.8. Особенности циклов ПТУ АЭС …...……………………………… 139

7.8.1. Термодинамические особенности цикла АЭС на

насыщенном водяном паре ……….…………………………...…...…. 139

7.8.2. Методика термодинамического расчета цикла АЭС

на насыщенном водяном паре ………..………….………...…………. 143

7.8.3. Термодинамические особенности двухконтурного

цикла АЭС на насыщенном водяном паре …….……………………. 146

7.8.4. Термодинамические особенности трехконтурного

цикла АЭС на перегретом водяном паре ………….………….…….. 148

7.8.5. Термодинамические особенности цикла АЭС с газовым теплоносителем ……………………………………………………...…….…… 149

7.8.6. Эксергетический анализ тепловой экономичности

цикла ПТУ ………………………………………...………………………. 151

Вопросы для самоподготовки к главе 7 ..……………………………. 153

8. ЦИКЛЫ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК ……….……………….. 155

8.1. Анализ тепловой экономичности разомкнутого цикла ГТУ .... 157

8.1.1. Влияние параметров рабочего тела на тепловую

экономичность идеального цикла ГТУ ……………….……...………. 160

8.1.2. Влияние параметров рабочего тела на тепловую

экономичность реального цикла ГТУ ………………………………… 164

8.2. Регенеративный цикл ГТУ ……...………………...…….………… 168

8.3. Регенеративный цикл ГТУ с двухступенчатым сжатием и

расширением рабочего тела …………..……………….…...………… 171

8.4. Эксергетический анализ ГТУ …………………...…….………….. 174

Вопросы для самоподготовки к главе 8 ……………..………………. 176

9. ЦИКЛЫ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК ……………...….………… 177

9.1. Цикл ПГУ с котлом-утилизатором ……………………………….. 178

9.2. Цикл ПГУ с низконапорным парогенератором ……...…....…… 180

9.3. Цикл ПГУ с высоконапорным парогенератором …...…….…… 182

9.4. Полузависимая ПГУ …………………………………...……….….. 184

Вопросы для самоподготовки к главе 9 …………………......………. 187

10. ЦИКЛЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК И ТЕПЛОВЫХ

НАСОСОВ ……………………………………………...………….……… 188

10.1. Цикл воздушной холодильной установки ………..…….…….. 188

10.2. Паро-компрессорная холодильная установка …….....…..….. 194

10.3. Паро-компрессорный цикл теплового насоса …....…….……. 199

Вопросы для самоподготовки к главе 10 ……………………………. 201

11. ЦИКЛЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ……….…. 202

11.1. Принцип работы поршневых ДВС ……………......…….……… 203

11.2. Термодинамический анализ циклов ДВС …………....……….. 205

11.3. Термодинамический анализ циклов ДВС с подводом

теплоты к рабочему телу при постоянном объеме …….............… 205

11.4. Термодинамический анализ циклов ДВС с подводом

теплоты к рабочему телу при постоянном давлении .....…….…… 208

11.5. Термодинамический анализ цикла ДВС со смешанным

подводом теплоты к рабочему телу …….………...…………….…… 211

11.6. Сравнение термодинамической экономичности циклов

ДВС ………………………………………………………………………... 214

Вопросы для самоподготовки к главе 11 ……………………………. 217

12. ЦИКЛЫ ВОЗДУШНЫХ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ………… 218

12.1. Цикл прямоточного ВРД …………………………………………. 218

12.2. Цикл турбокомпрессорного ВРД ……………………………….. 221

Вопросы для самоподготовки к главе 12 ……………………………. 223

ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................………………………………….........…..... 224

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.....…………...………………....... 225