Тольяттинский Государственный Университет

Кафедра “Водоснабжение и водоотведение”

Контрольная работа по дисциплине

“Теплотехника”

Вариант 33

Группа: ЗОСб-301

Студентка: Булякина Н.С.

Преподаватель: Козина Л.Н

Тольятти 2011

Оглавление

1.Соотношение параметров в политропных процессах 3

2.Первое начало термодинамики для движущихся газов 4

3.Схема и цикл паротурбинной установки, её КПД 5

4.Сопла, процессы преобразования в них 9

5.Использование экранов для защиты от излучения 11

1.Соотношение параметров в политропных процессах

Для идеального газа уравнение политропы может быть записано в виде:

pVⁿ = const

где   называется показателем политропы.

В зависимости от процесса можно определить значение n, соответственно соотношение параметров:

1. Изотермический процесс: n = 1,  PV¹ = const, значит  P₁ / P₂  = V₂ / V₁, T₁ = T₂.

2. Изобарный процесс: n = 0,  PV⁰ = P = const.

P₁ = P₂ ; V₁ /V₂ =T₁/T_{2 .}

3. Адиабатный процесс: n = k, это следует из уравнения Пуассона pV^k = const. Здесь k — показатель адиабаты. Тогда P₁ / P₂ = (V₂ / V₁)^k ; T₁/T₂ = (V₂ / V₁)^k-1 = (P₁ / P₂)^{(1 - k)/k}

4. Изохорный процесс: n=∞,

значит V₂ / V₁ = (P₁ / P₂)^{(1 / n)}=1;

P₁ / P₂₌ T₁/T_{2 .}

2.Первое начало термодинамики для движущихся газов

Уравнение первого закона для единицы массы стационарного потока (т. е. потока, параметры которого в любом сечении со временем не изменяются) можно вывести с помощью модели, показанной на рисунке слева.

Здесь поток получает теплоту dq, совершает техническую работу dl, а также работу за счет изменения его кинетической энергии d(w²/2) и работу против силы тяжести d(g*h) вследствие изменения его высоты над уровнем моря (h=h ₂ -h₁). Кроме того, имеет место работа вталкивания газа p ₁*v ₁ и выталкивания p₂*v ₂. Их разность lпр=p ₂ *v ₂ -p ₁ *v ₁ называют работой проталкивания. Учитывая сказанное можно записать закон сохранения энергии для движущегося рабочего тела:

2.1

Здесь u – внутренняя энергия рабочего тела.

Т ак как по определению u+p*v=i, полученное выражение можно переписать следующим образом

2.2

После интегрирования получим:

2.3

(2.3) и есть уравнение первого закона термодинамики для движущегося рабочего тела.

3.Схема и цикл паротурбинной установки, её кпд

3 .1 общие понятия Паровая турбина состоит из одной или нескольких  последовательно расположенных ступеней, в которых происходит двойное преобразование энергии: потенциальная и внутренняя энергия пара преобразуются в соплах и лопатках в кинетическую энергию, а кинетическая энергия, а также работа сил, возникающих в процессе ее преобразования в рабочем колесе — в механическую энергию, передаваемую непрерывно вращающемуся валу. По принципу работы паровые турбины классифицируются на активные (расширение пара происходит только в соплах) и реактивные (расширение пара происходит в соплах и на рабочих лопатках). По типу паровые турбины принято разделять на: конденсационные турбины (тип К); конденсационные с теплофикационным отбором (Т); конденсационные с регулируемыми отборами на промышленные нужды и теплофикацию (ПТ); с противодавлением (тип Р); с противодавлением и отбором (ПР); конденсационные с отбором пара на промышленные нужды (П).

3.2 Принципиальная схема паротурбинной энергетической установки (ПТУ) приведена на рисунке.

С вежий пар из котла 1 и пароперегревателя 2 поступает в турбину 3 и, расширяясь в ней, совершает работу, вращая ротор электрического генератора 5. После выхода из турбины пар поступает в конденсатор 4, где конденсируется. Далее конденсат отработавшего пара конденсатным насосом 6 прокачивается через подогреватель низкого давления 7 в деаэратор 8. Из деаэратора 8 питательным насосом 9 вода подается через подогреватель высокого давления 10 в котел 1. Паровая турбина и электрогенератор представляют собой турбоагрегат. Подогреватели 7, 10 и деаэратор 8 образуют систему регенеративного подогрева питательной воды с использованием пара из нерегулируемых отборов паровой турбины.