₂  h₃

q₂  1833,9 – 124,94 = 1708,76 кДж/кг

Работа турбины:

Ɩ_T = h₁  h₂,

Ɩ_T = 3051,9 – 1833,7 = 1218,2 кДж/кг

Работа насоса:

Ɩ_Н = h₄  h₃,

Ɩ_Н = 136,93 – 124,94 = 11,99 кДж/кг

Работа цикла:

Ɩ = q₁  q₂ = Ɩ_T – Ɩ_Н,

Ɩ = q₁  q₂ = 2914,97 – 1708,76 = 1206,21 кДж/кг,

Ɩ = Ɩ_T – Ɩ_Н = 1218,2 – 11,99 = 1206,21 кДж/кг;

Термический КПД цикла Ренкина:

ɳ_t = 1 – = = 1 – 0,414.

5. 
   Цикл Карно в р–v и Т–s – диаграммах для интервала давлений р₁р₂. Сравнение термического КПД цикла Ренкина (_t) с термическим КПД цикла Карно (_tк)
   

Рис. 1.4. – цикл Карно в р–v и Т–s – диаграммах для интервала давлений р₁р₂

Термический КПД цикла Карно, как известно, зависит только от температур подвода и отвода теплоты и для цикла Карно, осуществляемого в интервале давлений p₁  p₂ , определяется по формуле:

ɳ_tК = 1 – , где T_s2 , T_s1 – температуры насыщения при давлениях р₂ и р₁ соответственно,

= 29,828 + 273 = 302,828 К

= 324,64 + 273 = 597,64 К

ɳ_tК = 1 – = 0,493;

ɳ_t = 0,414 ˂ ɳ_tК = 0,493

5. 
   Ответы на вопросы
   

1. 
   Целесообразность осуществления цикла Карно в паротурбинной установке
   

Паросиловые установки, работающие по циклу Карно, имеют существенные недостатки, которые делают нецелесообразным их применение. Эти недостатки заключаются в следующем: в процессе 2-3 конденсация пара осуществляется не полностью, вследствие чего объем цилиндра компрессора при адиабатном сжатии влажного пара от точки 3 до 0 при давлении р

---

₂ должен быть весьма значительным, а это требует большого расхода металла. Размеры цилиндра компрессора увеличиваются с возрастанием начального давления пара и уменьшением давления в конденсаторе, т.е. при переходе к более выгодным температурным режимам. Кроме того, необходимость осуществления цикла Карно только в области двухфазных состояний не позволяет иметь высокую начальную температуру пара, ограниченную в пределе критической температурой, т.е. не дает возможности получить достаточно большие значения термического КПД цикла.

Главное же заключается в том, что затрачиваемая действительная работа на привод компрессора значительно больше теоретической вследствие наличия в нем больших потерь, связанных с необратимостью протекающих процессов. Эти потери могут увеличить действительную работу по сравнению с теоретической на 50% и выше.

2. 
   Зависимость термического КПД цикла Ренкина от параметров пара на входе в турбину р₁, от давления в конденсаторе р₂
   

При увеличении начального давления пара и одном и том же конечном давлении в конденсаторе термический КПД паротурбинной установки значительно увеличивается, а удельный расход пара уменьшается.

Увеличение начального давления с р₁ до связано с повышением температуры насыщенного пара, т.е. с повышением средней температуры подвода теплоты.

При повышении начальной температуры пара происходит увеличение КПД паротурбинного цикла, так как увеличивается среднеинтегральная температура подвода теплоты и при этом растет адиабатное теплопадение. Увеличение КПД цикла будет более значительным, если с увеличение температуры будет возрастать и начальное давление пара.

Одновременно с увеличением начальной температуры уменьшается удельный расход пара.

Понижение давления в конденсаторе является особенно эффективным средством для повышения термического КПД паротурбинной установки. Однако выбор конечного давления в конденсаторе определяется температурой охлаждающей воды, так как для интенсивного теплообмена разность температур между паром и охлаждающей водой должна быть 10-15

---

⁰С.

2. 
   Модуль 2 - Способы повышения КПД паротурбинных установок
   

Одной из причин сравнительно невысокого термического КПД ПТУ является низкое значение средней температуры процесса подвода теплоты Т₁, которое зависит от значений температуры в начале и в конце процесса. Температура в конце подвода теплоты ограничена жаропрочностью конструкционных материалов пароперегревателя парового котла. Поэтому остаётся альтернативный путь повышения термического КПД — повышение температуры начала подвода теплоты к рабочему телу от внешнего источника. Это достигается при регенеративном подогреве питательной воды, подаваемой в паровой котёл, за счёт теплоты пара, отбираемого из турбины после его частичного расширения в ней. Такая мера приводит к увеличению термического КПД при незначительном уменьшении удельной работы цикла.

Дано:

• 
  параметры пара перед турбиной: р₁ t₁;
  
• 
  давление пара в конденсаторе р₃;
  
• 
  давление отбора пара из турбины р₂  р₅.
  

Вариант	Р1, МПа	t1, К	Р2, МПа	Р3, МПа	Р5, МПа
2	14	550	0,6	0,004	0,6

G, кг/с – расход пара, поступающего в турбину;

G_отб – расход пара, направленное в подогреватель воды;

G – G_отб – пар поступающий в конденсатор;

= α – доля пара от 1 кг пара, направленного в подогреватель;

Ɩ = (h₁  h₂) + (1+ α) · (h₂  h₃) , кДж/кг – работа 1 кг пара в турбине,

q₂ = (1  α) · (h₃  h₄), кДж/кг – теплота отводимая в конденсаторе от 1 кг пара.

q₁ = h₁  h₅, кДж/кг – теплота подводимая в паровом котле;

q_ПВ = α · (h₂  h₅), кДж/кг – теплота подводимая в процессе конденсации отбора пара в подогреватель воды, передается в процессе ее нагрева (4 – 5):

q_ПВ = (1 α) · (h₅  h₄)

Уравнение теплового баланса подогревателя воды:

α · (h₂  h₅) = (1 α) · (h

---

₅  h₄)

Термический КПД обратимого регенеративного цикла:

ɳ_t = 1 – ;

Для цикла без регенерации:

= h₁  h₄ , = h₃  h₄, ɳ_t = 1 –

1. 
   Решение задачи
   

Точка 1.

Р₁ = 14 МПа;

t ₁ = 550 К;

h₁ = 3461 кДж/кг;

s₁ = 6,5648 кДж/кг · К.

Точка 2.

Р₂ = Р₅ = 0,6 МПа;

t ₂ = 158,84 К;

= 1,9368 кДж/кг·К

= 6,7598 кДж/кг·К

s₁ = s₂ = 6,5648 кДж/кг · К.

˂ s₂ ˂ , 1,9368 ˂ 6,5648 ˂ 6,7598 – в точке 2 влажный пар;

х₂ = = = 0,96

h₂ = + (1- х₂)· ,

= 2756,4 кДж/кг, = 670,4 кДж/кг;

h₂ = + (1- х₂)· = 2756,4 · 0,96 + (1 – 0,96) · 670,4 = 2672,96 кДж/кг

Точка 3.

Р₃ = 0,004 МПа;

t ₃ = 298,28 К;

= 0,4341 кДж/кг·К

= 8,4573 кДж/кг·К

s₂ = s₃ = 6,5648 кДж/кг · К.

˂ s₃ ˂ , 0,4341 ˂ 6,5648 ˂ 8,4573 – в точке 3 мокрый пар;

х₃ = = = 0,764

h₃ = + (1- х₃)·

---

,

= 2555,6 кДж/кг, = 124,94 кДж/кг;

h₃ = + (1- х₃)· = 2555,6 · 0,764 + (1 – 0,764) · 124,94 = 1981,96 кДж/кг

Точка 4.

Р₃ = Р₄ = 0,004 МПа;

t ₄ = 29,828 К;

h₄ = 124,94 кДж/кг;

s₄ = 0,4341 кДж/кг · К.

Точка 5.

Р₄ = Р₅ = 0,6МПа;

t ₅ = 158,84 К;

h₅ = 670,4 кДж/кг;

s₅ = 1,9368 кДж/кг · К.

• 
  Теплота подводимая в паровой котел:
  

q₁ = h₁  h₅ = 3461 – 670,4 = 2790,6 кДж/кг

• 
  Теплота отводимая в конденсаторе:
  

q₂ = (1  α) · (h₃  h₄) = (1 – 0,214) · (1981,96 – 124,94) = 1459,61 кДж/кг.

• 
  Термический КПД цикла с регенерацией:
  

= 1 – ;

= 1 – = 0,477

• 
  Теплота подводимая в паровой котел без регенерации:
  

= h₁  h₄ = 3461 – 124,94 = 3336,06 кДж/кг

• 
  Теплота отводимая в конденсаторе без регенерации:
  

= h₃  h₄ = 1981 – 124,94 = 1856,06 кДж/кг

= 1 – = 1 – = 0,444

Сравним термический КПД с регенерацией и термический КПД без регенерации:

= 0,477 ˃ = 0,444.
Заключение
В ходе выполнения модуля 1 - расчета обратимого цикла паротурбинной установки был представлен цикл в Т-s- и h-s – диаграммах. Определены параметры р, t, h, s, x в узловых точках цикла. Рассчитаны: подводимая теплота q₁ = 2914,97 кДж/кг; отводимая теплота q

---

Смотрите также файлы

• Композиция автор использует средства выразительности.docx

• Какая из иллюстраций на ваш взгляд наилучшим образом отражает основную мысль рома Дети Арбата.docx

• Планирование продолжительности рейса водителя на международных автомобильных перевозках.doc

• ТАырыпты Кнтізбелік жоспар сынып 2Пн аза тілі (Т2) Барлыы 108 саатАптасына 3 саат, 36 апта.docx

• Экстерьерные изменения собак породы немецкая овчарка Монгуш Сюзана Витальевна Кол Виктория Алексеевна фгбоу во бгсха имени В. Р. Филиппова Научный руководитель старший преподаватель Назарова Евгения Николаевна Актуальность.docx