Контрольные вопросы
Чем отличается паротурбинная установка от двигателей внутреннего сгорания?
Цикл Карно для насыщенного пара.
Чем отличается цикл Ренкина от цикла Карно?
Изобразите цикл Ренкина в -
–диаграммах.Как определить термический КПД и удельный расход пара в цикле Ренкина?
Каково влияние начального давления пара на термический КПД цикла Ренкина?
Каково влияние начальной температуры пара на термический КПД цикла Ренкина?
Каково влияние конечного давления пара на термический КПД цикла Ренкина?
Цикл ПТУ с вторичным перегревом пара.
Описать регенеративный цикл ПТУ.
Задачи
1.
Определить КПД идеального цикла Ренкина
при начальной температуре пара
и конечном давлении
.
Задачу решить, когда:
начальное
давление
;
;
.
Решение:
Термический КПД идеального цикла Ренкина:
.
Энтальпии водяного пара согласно таблиц водяного пара:
;
;
;
;
;
;
;
С увеличением начального давления термический КПД цикла Ренкина возрастает.
2.
Определить КПД идеального цикла Ренкина
при начальном давлении пара
и начальной температуре
.
Если
конечное давление
;
;
.
Решение:
Термический КПД идеального цикла Ренкина:
Энтальпии водяного пара согласно таблиц водяного пара:
;
;
;
.
;
;
;
.
;
;
;
.
С уменьшением конечного давления при одинаковых начальных параметрах термический КПД цикла Ренкина возрастает.
3.
Паротурбинная установка работает по
циклу Ренкина с перегретым паром при
начальных параметрах
и
и конечном
давлении
.
Определить термический КПД цикла и
удельный расход пара.
Решение:
По –диаграмме иди таблицам водяного пара определяем:
;
;
;
.
Термический КПД идеального цикла Ренкина:
.
Удельный расход пара
.
Если двигатель работает на сухом насыщенном паре, то
;
;
.
Термический КПД идеального цикла Ренкина:
.
Удельный расход пара
Ответ: 0,323; 1,16.
Тема 18. Циклы холодильных установок
В соответствии со вторым законом термодинамики отмечалось, что при обратном цикле Карно можно, затрачивая механическую работу, отнять теплоту от источника с низкой температурой и перенести ее к источнику с более высокой температурой. Машины, непрерывно поддерживающие температуры тел ниже температуры окружающей среды, называют холодильными.
Искусственное охлаждение помещений и различных тел находит широкое применение в народном хозяйстве (при строительстве подземных железных дорог, в угольных бассейнах, в горных рудниках, в химической и газовой промышленностях, на машиностроительных заводах, где производится термическая обработка деталей машин при низких температурах). Холод имеет огромное значение для сохранения пищевых продуктов. Кондиционирование воздуха создает благоприятные условия в производственных и общественных зданиях и т. д.
Для получения холода используются различные установки, в которых применяют в качестве рабочего тела газообразные тела.
Холодильные установки можно разделить на две группы. К первой группе относятся газовые или воздушные установки, в которых впервые было осуществлено промышленное получение холода. Ввиду малого холодильного эффекта и больших габаритов отдельных аппаратов такие установки не получили широкого распространения.
Ко
второй группе
относятся компрессорные паровые
установки. Рабочим телом (холодильным
агентом) в них являются пары различных
веществ: аммиака
,
углекислоты
,
сернистого ангидрида
,
фреонов (фторхлорпроизводные
углеводородов), характерным представителем
которых является фреон-12 (
),
и
др. Паровые холодильные установки,
обладающие большой надежностью действия,
получили в промышленности самое широкое
распространение.
Кроме газовых и паровых существуют холодильные установки: пароэжекторные и абсорбционные. В них для производства холода затрачивается не механическая работа, а теплота какого-либо рабочего тела с высокой температурой.
В пароэжекторной холодильной машине для сжатия холодильного агента используется кинетическая энергия струи рабочего пара произвольного вещества. Пароэжекторная холодильная установка отличается невысоким термодинамическим совершенством и в промышленности применяется редко. Более широкое распространение получили абсорбционные холодильные установки. В них для получения холодильного эффекта используется (как и в паро-эжекторных) энергия в виде теплоты.
Холодильная установка в отличие от теплового двигателя работает по обратному, или холодильному, циклу, наиболее совершенным типом которого является обратимый обратный цикл Карно (рис. .98).
Рисунок 98 – Обратимый обратный цикл Карно.
В процессе 1–4 к холодильному агенту подводится удельное количество теплоты , отнимаемое от охлаждаемых тел; оно изображается площадью 51465. В процессе 2–3 от холодильного агента отводится удельное количество теплоты изображаемое площадью 23652. Это количество теплоты передается верхнему источнику теплоты при температуре, равной постоянной температуре в процессе 3–2. Площадь 12341 эквивалентна затрачиваемой механической работе.
Показателем совершенства обратного цикла является холодильный коэффициент
Чем
больше отнимается удельного количества
теплоты
и чем меньше при этом затрачивается
механической работы или чем больше
,
тем совершеннее холодильный цикл.
Холодильный коэффициент произвольно
обратного цикла меньше по сравнению с
холодильным коэффициентом обратного
цикла Карно.