ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 169
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2 и qx холода, полученные в этом цикле, не произвольны, а находятся в определенной зависимости от температур T2 и Tx. Если, как это показано на рис.2.44, холодильная машина и тепловой насос работают по обратному циклу Карно, то отношение q2 к qx будет равно
, (2.59)
Уравнение (2.59) справедливо и в том случае, когда процессы подвода и отвода тепла в совмещенном цикле не являются изотермическими. В этом случае под T2 и Tx подразумевают средние температуры подвода и отвода тепла.
2>
36. Паровые и газовые турбины: их устройство и принцип действия.
Паровые и газовые турбины служат тепловым двигателем, в котором потенциальная энергия пара или газа превращается в кинетическую, преобразующуюся затем в механическую энергию вращения вала.
Простейшая турбина состоит из насаженного на вал рабочего колеса с лопатками и сопла, предназначенного для преобразования давления пара или газа в кинетическую энергию струи. Струя пара или газа, поступая из сопла на лопатки рабочего колеса, приводит его во вращение.
Турбины бывают двух типов: активные и реактивные. Турбины, в которых пар или газ расширяется только в неподвижных соплах до поступления на лопатки рабочего колеса, называют активными. Турбины, в которых пар или газ расширяются в основном между лопатками рабочего колеса и лишь частично в соплах, называют реактивными. В этих турбинах используют реактивную силу быстро вытекающей и расширяющейся струи пара или газа, действующую на лопатки.
Активные турбины можно разделить на пять групп.
Турбины с одной ступенью давления и одной ступенью скорости, имеющие один ряд сопл и один венец лопаток на рабочем колесе.
Турбины с одной ступенью давления и несколькими ступенями скорости. В этих турбинах диск снабжен несколькими венцами рабочих лопаток, между которыми установлены направляющие лопатки.
Турбины с несколькими ступенями давления и одной ступенью скорости. Каждая ступень давления имеет один диск с одним венцом лопаток: пар или газ последовательно переходят из одной ступени в другую, частично расширяясь в соплах, установленных в диафрагмах.
Турбины со ступенями скорости и давления, в которых корпус разделен диафрагмами на отдельные камеры: пар или газ перехог дят из одной камеры в другую через расширяющиеся сопла. В каждой камере находится один диск с двумя или несколькими венцами лопаток, между которыми находятся неподвижные направляющие аппараты.
Комбинированные турбины, имеющие в первой ступени диск с двумя венцами, а в остальных — простые одновенечные диски.
Ротор реактивных турбин изготовляют в виде барабана, на котором укреплены рабочие лопатки. Направляющие лопатки установлены в корпусе турбины. Пар или газ расширяются как на неподвижных направляющих лопатках, так и на подвижных рабочих. Наиболее широко в промышленности применяют осевые (аксиальные) турбины, в которых поток рабочей среды направлен вдоль оси. Выпускают также радиальные турбины, в них поток рабочей среды направлен перпендикулярно валу.
Турбины используют в качестве привода центробежных насосов и компрессоров на предприятиях, где есть достаточное количество дешевого пара или газа.
На рис. 100 дана схема активной турбины с тремя ступенями давления. Корпус турбины 3 разделен диафрагмами 4 на три отдельные камеры. В диафрагмах по окружности расположены сопла.
Рабочая среда высокого давления (пар или газ) подводится из трубопровода в кольцевую камеру I, по окружности которой установлены сопла 8 первой ступени. В этих соплах понижается давление и повышается скорость рабочей среды. Рабочая среда, поступая с большой скоростью на лопатки 7 первого диска, приводит его во вращение. При этом кинетическая энергия преобразуется в механическую. При выходе из лопаток 7 рабочая среда проходит через сопла 6 второй ступени, снова несколько расширяется и увеличивает свою скорость, которую и передает лопаткам 5. Далее то же самое происходит в третьей ступени: рабочая среда расширяется в соплах, давление падает, скорость возрастает, и кинетическая энергия передается лопаткам рабочего колеса. После лопаток рабочего колеса третьей ступени рабочая среда поступает в выпускной патрубок 2, соединенный с атмосферой или конденсатором.
На рис. 101 показана схема реактивной турбины. Свежий пар или газ поступает в кольцевую камеру 1, а оттуда на неподвижные направляющие лопатки первой ступени 4. В каналах между лопатками пар или газ расширяется, давление их несколько понижается, а скорость возрастает. Затем рабочая среда (пар или газ) поступает в первый ряд подвижных рабочих лопаток 5. Между этими лопатками тоже происходит расширение рабочей среды при дальнейшем понижении ее давления и возрастании относительной скорости. На рабочие лопатки действует реактивная сила, при этом скорость газа или пара падает. Далее пар или газ поступает во второй ряд направляющих лопаток. Здесь снова происходит их расширение и возрастает скорость.
На рабочих лопатках второй и последующих ступеней протекают те же процессы, что и на лопатках первой ступени. При выходе из последней ступени пар направляется в конденсатор или атмосферу, а газ — в дымовую трубу.
5„ — рабочие площади поршней сервомотора и компрессора; р„ 212 и Рк —давления масла в сервомоторе и сжатого газа в цилиндре компрессора.
Из этого равенства следует, что Рс/Рк=Ьк/Ьс, т. е. давления масла в сервомоторе и газа в компрессоре обратно пропорциональны рабочим площадям поршней. Чем больше диаметр поршня сервомотора и чем меньше диаметр поршня компрессора, тем при меньшем давлении рабочей жидкости можно получить большее конечное давление газа: pK=Pc{Sc/SK).
При известном конечном давлении газа и известных площадях поршней компрессора и сервомотора давление масла, создаваемое насосом, должно быть р0=Рк(5к/5с).
В компрессорных установках с горизонтальным поршневым насосом и вертикальным двухрядным расположением сервомотора в компрессора поршневой насос 5 соединяется с сервомоторами 2 трубопроводами 1 (рис. 102, а).
Производительность компрессора 4 регулируют смещением вниз хода поршней сервомоторов и связанных с ними поршней компрессора, в результате чего увеличивается мертвое пространство в цилиндрах компрессора. Регулировать положение поршня сервомотора, а следовательно, и плунжера 3 компрессора можно перестановкой золотника, который полностью или частично открывает отверстие для выпуска масла.В компрессорной установке с горизонтальным расположением цилиндров цилиндр сервомотора 9 установлен между горизонтальными цилиндрами компрессора 6 (рис. 102,6). Все цилиндры расположены в один ряд. Масло нагнетается в цилиндр сервомотора винтовым насосом 8. Попеременный впуск и выпуск масла осу
ют те же процессы, что и на лопатках первой ступени. При выходе из последней ступени пар направляется в конденсатор или атмосферу, а газ — в дымовую трубу.
Так как объем пара или газа по мере понижения их давления возрастает, то длина лопаток постепенно увеличивается. Ротор турбины 3 имеет коническую форму. Для уравновешивания осевого давления на стороне всасывания турбины установлен разгрузочный поршень.
37. Котлоагрегаты химической промышленности: классификация и
назначение. Тепловой баланс котельного агрегата.
Котлоагрегатом называют теплообменный аппарат, в котором конструктивно объединены в единое целое комплекс устройств для получения теплоты в виде горячей воды или пара за счет химической энергии сжигаемого топлива.
классифицировать по следующим основным признакам:
38. Схема и принцип действия парового котла барабанного типа.
В основе принципа работы барабанного котла заложен нагрев воды в замкнутом или проточном контуре (с чёткой границей разделения газовой и жидкой сред в барабане без полного выкипания влаги) с получением высокотемпературного пара, последующим его охлаждением и отводом в отопительную систему. Различают две основных конструкции, имеющих принципиальные отличия в циркуляции теплоносителя: с естественной и принудительной циркуляцией.
39. Печи химической промышленности. Тепловой баланс печи.
Печами называются устройства, в которых в результате горения топлива (топливные печи) или превращения электрической энергии (электропечи) выделяется теплота, используемая либо для тепловой обработки материалов, либо для отопления. В топливных печах носителем теплоты являются газообразные продукты сгорания топлива.
, (2.59)Уравнение (2.59) справедливо и в том случае, когда процессы подвода и отвода тепла в совмещенном цикле не являются изотермическими. В этом случае под T2 и Tx подразумевают средние температуры подвода и отвода тепла.
2>
36. Паровые и газовые турбины: их устройство и принцип действия.
Паровые и газовые турбины служат тепловым двигателем, в котором потенциальная энергия пара или газа превращается в кинетическую, преобразующуюся затем в механическую энергию вращения вала.
Простейшая турбина состоит из насаженного на вал рабочего колеса с лопатками и сопла, предназначенного для преобразования давления пара или газа в кинетическую энергию струи. Струя пара или газа, поступая из сопла на лопатки рабочего колеса, приводит его во вращение.
Турбины бывают двух типов: активные и реактивные. Турбины, в которых пар или газ расширяется только в неподвижных соплах до поступления на лопатки рабочего колеса, называют активными. Турбины, в которых пар или газ расширяются в основном между лопатками рабочего колеса и лишь частично в соплах, называют реактивными. В этих турбинах используют реактивную силу быстро вытекающей и расширяющейся струи пара или газа, действующую на лопатки.
Активные турбины можно разделить на пять групп.
Турбины с одной ступенью давления и одной ступенью скорости, имеющие один ряд сопл и один венец лопаток на рабочем колесе.
Турбины с одной ступенью давления и несколькими ступенями скорости. В этих турбинах диск снабжен несколькими венцами рабочих лопаток, между которыми установлены направляющие лопатки.
Турбины с несколькими ступенями давления и одной ступенью скорости. Каждая ступень давления имеет один диск с одним венцом лопаток: пар или газ последовательно переходят из одной ступени в другую, частично расширяясь в соплах, установленных в диафрагмах.
Турбины со ступенями скорости и давления, в которых корпус разделен диафрагмами на отдельные камеры: пар или газ перехог дят из одной камеры в другую через расширяющиеся сопла. В каждой камере находится один диск с двумя или несколькими венцами лопаток, между которыми находятся неподвижные направляющие аппараты.
Комбинированные турбины, имеющие в первой ступени диск с двумя венцами, а в остальных — простые одновенечные диски.
Ротор реактивных турбин изготовляют в виде барабана, на котором укреплены рабочие лопатки. Направляющие лопатки установлены в корпусе турбины. Пар или газ расширяются как на неподвижных направляющих лопатках, так и на подвижных рабочих. Наиболее широко в промышленности применяют осевые (аксиальные) турбины, в которых поток рабочей среды направлен вдоль оси. Выпускают также радиальные турбины, в них поток рабочей среды направлен перпендикулярно валу.
Турбины используют в качестве привода центробежных насосов и компрессоров на предприятиях, где есть достаточное количество дешевого пара или газа.
На рис. 100 дана схема активной турбины с тремя ступенями давления. Корпус турбины 3 разделен диафрагмами 4 на три отдельные камеры. В диафрагмах по окружности расположены сопла.
Рабочая среда высокого давления (пар или газ) подводится из трубопровода в кольцевую камеру I, по окружности которой установлены сопла 8 первой ступени. В этих соплах понижается давление и повышается скорость рабочей среды. Рабочая среда, поступая с большой скоростью на лопатки 7 первого диска, приводит его во вращение. При этом кинетическая энергия преобразуется в механическую. При выходе из лопаток 7 рабочая среда проходит через сопла 6 второй ступени, снова несколько расширяется и увеличивает свою скорость, которую и передает лопаткам 5. Далее то же самое происходит в третьей ступени: рабочая среда расширяется в соплах, давление падает, скорость возрастает, и кинетическая энергия передается лопаткам рабочего колеса. После лопаток рабочего колеса третьей ступени рабочая среда поступает в выпускной патрубок 2, соединенный с атмосферой или конденсатором.
На рис. 101 показана схема реактивной турбины. Свежий пар или газ поступает в кольцевую камеру 1, а оттуда на неподвижные направляющие лопатки первой ступени 4. В каналах между лопатками пар или газ расширяется, давление их несколько понижается, а скорость возрастает. Затем рабочая среда (пар или газ) поступает в первый ряд подвижных рабочих лопаток 5. Между этими лопатками тоже происходит расширение рабочей среды при дальнейшем понижении ее давления и возрастании относительной скорости. На рабочие лопатки действует реактивная сила, при этом скорость газа или пара падает. Далее пар или газ поступает во второй ряд направляющих лопаток. Здесь снова происходит их расширение и возрастает скорость.
На рабочих лопатках второй и последующих ступеней протекают те же процессы, что и на лопатках первой ступени. При выходе из последней ступени пар направляется в конденсатор или атмосферу, а газ — в дымовую трубу.
5„ — рабочие площади поршней сервомотора и компрессора; р„ 212 и Рк —давления масла в сервомоторе и сжатого газа в цилиндре компрессора.
Из этого равенства следует, что Рс/Рк=Ьк/Ьс, т. е. давления масла в сервомоторе и газа в компрессоре обратно пропорциональны рабочим площадям поршней. Чем больше диаметр поршня сервомотора и чем меньше диаметр поршня компрессора, тем при меньшем давлении рабочей жидкости можно получить большее конечное давление газа: pK=Pc{Sc/SK).
При известном конечном давлении газа и известных площадях поршней компрессора и сервомотора давление масла, создаваемое насосом, должно быть р0=Рк(5к/5с).
В компрессорных установках с горизонтальным поршневым насосом и вертикальным двухрядным расположением сервомотора в компрессора поршневой насос 5 соединяется с сервомоторами 2 трубопроводами 1 (рис. 102, а).
Производительность компрессора 4 регулируют смещением вниз хода поршней сервомоторов и связанных с ними поршней компрессора, в результате чего увеличивается мертвое пространство в цилиндрах компрессора. Регулировать положение поршня сервомотора, а следовательно, и плунжера 3 компрессора можно перестановкой золотника, который полностью или частично открывает отверстие для выпуска масла.В компрессорной установке с горизонтальным расположением цилиндров цилиндр сервомотора 9 установлен между горизонтальными цилиндрами компрессора 6 (рис. 102,6). Все цилиндры расположены в один ряд. Масло нагнетается в цилиндр сервомотора винтовым насосом 8. Попеременный впуск и выпуск масла осу
ют те же процессы, что и на лопатках первой ступени. При выходе из последней ступени пар направляется в конденсатор или атмосферу, а газ — в дымовую трубу.
Так как объем пара или газа по мере понижения их давления возрастает, то длина лопаток постепенно увеличивается. Ротор турбины 3 имеет коническую форму. Для уравновешивания осевого давления на стороне всасывания турбины установлен разгрузочный поршень.
37. Котлоагрегаты химической промышленности: классификация и
назначение. Тепловой баланс котельного агрегата.
Котлоагрегатом называют теплообменный аппарат, в котором конструктивно объединены в единое целое комплекс устройств для получения теплоты в виде горячей воды или пара за счет химической энергии сжигаемого топлива.
классифицировать по следующим основным признакам:
-
назначению: 1) энергетические, обеспечивающие паром турбогенераторы электростанций; 2) силовые, вырабатывающие пар для паровых турбин, работающих как привод машин и механизмов; 3) производственные, генерирующие пар для технологических целей и 4) отопительные, обеспечивающие теплотой системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения; -
вырабатываемому теплоносителю: 1) паровые низкого давления (рп 1,8 МПа), среднего (рп = 1,8-3,5 МПа), высокого (рп = 3,5-6,5 МПа) и сверхвысокого (рп 6,5 МПа) давления, в которых генерируется насыщенный или перегретый пар; 2) водогрейные, в которых производится горячая вода под давлением выше атмосферного;
-
по конструктивному исполнению: 1) водотрубные (рис. 4.4), в которых наружные поверхности труб омываются газами, внутри труб циркулирует вода или пароводяная смесь; 2) газотрубные (рис. 4.3) или огнетрубные, в которых продукты горения топлива движутся внутри труб или камер, а вода омывает их снаружи; 3) комбинированные или газо-водотрубные, в которых вода и дымовые газы омывают часть труб изнутри, а часть снаружи;
-
принципу движения рабочего тела: 1) с естественной циркуляцией, у которых движение воды происходит за счет разности плотностей холодной и горячей воды; 2) с принудительной циркуляцией, у которых движение воды создается насосом.
38. Схема и принцип действия парового котла барабанного типа.
В основе принципа работы барабанного котла заложен нагрев воды в замкнутом или проточном контуре (с чёткой границей разделения газовой и жидкой сред в барабане без полного выкипания влаги) с получением высокотемпературного пара, последующим его охлаждением и отводом в отопительную систему. Различают две основных конструкции, имеющих принципиальные отличия в циркуляции теплоносителя: с естественной и принудительной циркуляцией.
39. Печи химической промышленности. Тепловой баланс печи.
Печами называются устройства, в которых в результате горения топлива (топливные печи) или превращения электрической энергии (электропечи) выделяется теплота, используемая либо для тепловой обработки материалов, либо для отопления. В топливных печах носителем теплоты являются газообразные продукты сгорания топлива.