1. Изохорный процесс изменение состояния идеального газа
![]()
|
11. Изохорный пр-с изм сост водяного пара. v=const. ![]() ![]() ![]() На pV диаграмме изохорный пр-с отражается прямой параллельной оси ординат (диаграмма служит для определения работы) На TS диаграмме изохорный пр-с изображается кривой с выпуклостью направленной к верху (в области влажного пара), а в области перегретого пара кривая с выпуклостью вниз. TS диаграмма используется для определения кол-ва подведенной теплоты (идет на изменение кол-ва энергии) На hS диаграмме изохора является кривой выпуклостью вниз ![]() Нагревая при постоянном объеме влажный пар можно перевести в сухой насыщенный и перегретый. Охлаждая пар можно сконденсировать его, но не до конца, т к при любом низком давлении над жидкостью всегда будут находиться некоторое кол-во насыщенного пара, это значит что изохора никогда не пересекает нижнюю пограничную кривую. 12. Изобарный пр-с изм сост водяного пара. ![]() ![]() ![]() Изобарный пр-с на pV диаграмме изображается отрезком прямой параллельной оси абсцисс. На TS диаграмме изобарный пр-с изображается прямой в области влажного пара, а в области перегретого – кривой выпуклостью вниз. На hS диаграмме изобарный пр-с изображается прямой линией в области влажного пара, а в области перегретого – кривой выпуклостью вниз . При подводе теплоты к влажному насыщенному пару, его степень сухости увеличивается и он при постоянной температуре переходит в сухой. При дальнейшем подводе теплоты он переходит в перегретый пар. Температура его при этом перегреве увелич, а p=const. При отводе теплоты влажный пар конденсируется при постоянной температуре насыщ. ![]() 13. Изотермический пр-с изм сост водяного пара. ![]() ![]() ![]() На pV диаграмме изотерма в области влажного пара идет параллельно оси абсцисс (совпадает с изобарой), а в области перегретого пара это кривая с выпуклостью вниз ![]() На TS диаграмме изотерма изображается прямой линией параллельной оси абсцисс в области влажного пара, а в области перегретого пара тоже прямая линия На hS диаграмме изотерма совпадает с изобарой поэтому пр-с изображается прямой линией, в области перегретого пара – изотерма изобр кривой с выпуклостью вверх. ![]() 14. Адиабатный пр-с изм сост водяного пара: dq=0 ![]() ![]() ![]() На pV диаграмме адиабата изображается кривой линией: ![]() На TS диаграмме адиабатный пр-с изображается прямой линией параллельной оси ординат. На hS диаграмме адиабата изображается линией параллельной оси ординат: ![]() При адиабатном пр-се расширения давление и температура пара уменьшается, перегретый пар вначале становится сухим, а потом влажным. 15. Циклы ГТУ при Р=const. Принципиальная схема. PV,TS диаграммы. Характеристика цикла. Вывод КПД. ![]() ТН - топливный насос КС-камера сгорания ГТ - газовая турбина ОК - осевой компрессор ЭГ – электрогенератор ![]() 1-2-адиабатное сжатие рабочего тела от параметра в т 1 до параметра в т 2. 2-3-процессс подвода теплоты q1 от продуктов сгорания 3-4-адиабатный процесс расширения продуктов сгорания на лопатках турбины до первоначального давления P1. 4-1-приведение параметров т 4 до первоначального значения с отводом теплоты q2 в окружающую среду. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Из выражения видно , что при увеличении степени повышения давления β и показателя адиабаты К ,η газотурбинной установки при постоянном давлении растет. 16. Циклы ГТУ с подводом теплоты при постоянном объеме. Принципиальная схема. PV,TS диаграммы. Характеристика цикла. Вывод КПД. ![]() 1-камера сгорания 2-цикловой клапан 3-цикловой аппарат 4-газовая турбина 5-топливный насос 6-компресссор 7-воздуховой клапан 8-топливный клапан Воздух сжимается в компрессоре 6 и подается в 1 через 7. Топливо в 1 поступает при поднятом 5.процесс горения идет при закрытых клапанах 7 и 2.Воспламенение происходит от искры. В результате процессов горения образуются продукты сгорания, давление увеличивается, открывается 2.продукты сгорания после 3 попадают на 4. ![]() 1-2-сжатие воздуха в компрессоре Р2>Р1. 2-3-процесс сгорания (объем постоянный)(подвод теплоты) 3-4-адиаботное расширение продуктов сгорания на лопатках турбины. 4-1-переход в исходное состояние , отвод q2 в окружающую среду. Характеристики цикла: степень повышения давления в компрессоре: ![]() Степень добавочного повышения давления: ![]() ![]() ![]() ![]() Найдем η через ![]() ![]() ![]() ![]() Для 2-3: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 17. Цикл Карно во влажном воздухе и его недостатки. PV,TS диаграммы Все паросиловые установки отличаются от газотурбинных тем, что рабочим телом служит пар какой-нибудь жидкости(водяной пар), а продуктами сгорания топлива являются промежуточные носители. Турбинная установка, работающая по циклу Карно, должна состоять из: парового котла, парового двигателя, конденсатора и компрессора. ![]() 4-состояние насыщения. 4-1-изобарно-изотермический (продукты сгорания отдают тепло) 1-2-расширение пара(адиабатное расширение пара в цилиндре двигателя) 2-3-конденсация пара в конденсате(жидкости в т 3 больше чем в т 2) 3-4-сжатие пара в компрессоре 4-1-парообразование в котле. Р ![]() 2-3- идет не до конца, поэтому на сжатие в компрессор попадает влажный пар с большим объемом ν3, а это требует применения компрессора больших размеров. 1-2-степень сухости в т 2 меньше чем в т 1. Это обстоятельство не позволяет применять паровые турбины из-за опасности гидравлического удара и эрозии лопаток турбины. Главный недостаток цикла Карно во влажном паре заключается в использовании громоздкого компрессора и больших затрат работы на сжатие пара в процессе 3-4. 18. Цикл Ренкина. Схема. Диаграммы. ПК-паровой котел ПП-пароперегреватель ПТ-паровая турбина ЭГ-электрогенератор К-конденсатор ОВ-охлажденная вода ПН-питательный насос ВЭ-водный экономайзер-используется для подогрева питательной воды до состояния насыщения. ![]() ![]() ![]() ![]() 6-1-пароперегрев 19. Полезная работа цикла Ренкина. Работа питательного насоса. Термический КПД цикла Ренкина. ![]() По диаграмме полезная работа цикла Ренкина численно равна площади 1-2 3-4-5-6. l-величина полезной работы, которую совершает 1 кг пара. В данном цикле тепло подводится в экономайзере(для приведения рабочего тела в состояние насыщения). На участке5-6(в котле на процесс парообразования). На участке 6-1(в пароперегревателе на процесс пароперегрева). ![]() ![]() ![]() при невысоких давлениях можно пренебречь работой насоса ![]() 20. влияние параметров пара на термодинамический КПД цикла Ренкина.TS ,hS диаграммы. 1. Давление p1. Увеличение начального давления пара p1 при неизменно температуре пара t1 позволяет увеличить КПД. Т ![]() 2. повышение давления ведет к увеличению влажности пара(степень сухости в т 2 > чем в т 2’), что отрицательно влияет на работу турбины. 3 ![]() p1’’>p1’>p1 увеличение теплоперепада, больше давление При увеличении начального давления увеличивается величина адиабатного теплоперепада, т е растет работа турбины. 4. П ![]() 5.Увеличение начальной температуры увеличивает степень сухости пара на выходе из турбины. Повышение начального давления , ведущее к уменьшению степени сухости пара, целесообразно проводить одновременно с повышением начальной температуры. 6. При понижении конечного давления значительно увеличивается величина адиабатного теплоперепада и уменьшается средняя интегральная температура о ![]() 21.цикл Ренкина с промежуточным перегревом пара. ![]() И ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Применение промежуточного пароперегревателя может повысить η, если средняя температура подвода теплоты в данном цикле(b-2-2’-a) будет выше, чем средняя температура подвода теплоты в цикле с однократным пароперегревом. 22.Принципиальная схема действующей ТЭЦ. 1-топливное хозяйство 2-подготовительно топливо 3-паровой котел4-вторичный пароперегреватель4’-первичный пароперегреватель5-ЦВД6-ЦНД7-электрогенератор8-трансформатор собственных нужд9-трансформатор связи10-главное распределительное устройство11-конденсатор12-конденсаторный насос13-циркуляционный насос 14-источник водоснабжения(озеро,река) 15-подогреватель низкого давления(ПНД) 16-водоподготовительная установка 17-тепловой потребитель 18-насос обратного конденсата19-деоэратор20-питательный насос 21-подогреватель высокого давления (ПВД) 22-шлакоудаляющее устройство 23-золоотвал 24-дымосос 25-дымовая труба 26-дутьевой вентилятор 27-золоуловитель ![]() В 1 и 2 топливо (твердое, жидкое, газообразное) подсушивается, измельчается и поступает в горелочное устройство 3. С помощью 26 в 3 направляется воздух. В результате процесса горения образуются продукты сгорания из горючих элементов топлива. Процесс сопровождается выделением тепла. Негорючие элементы выделяются в виде золы и шлака. Шлак через 22 попадает в 23. Зола вместе с продуктами сгорания после 27 с помощью 24 удаляется в окружающую среду через 25. Питательная вода из 21, нагретая до температуры насыщения проходит 4’, на выходе имеем перегретый пар нужных параметров(давления, температуры). Этот пар попадает в 5, отрабатывает там на лопатках турбины, соосно с которой укреплен 7. После чего пар проходит 4 и поступает в 6, отрабатывает на 6(здесь так же вращается и7). Из 5 часть пара высокого давления проходит через 17, а оставшаяся из конденсатора поступает в 19. Из 6 пар конденсируется в 11, где для охлаждения с помощью 13 используется технически сырая вода, которая закачивается в 14. Для восполнения утечек и протечек часть сырой технической воды проходит через 16, а далее идет в 19. Образовавшийся конденсат пара после 11 с помощью 12 направляется в 15. Для подогрева используется отбор пара из 6, после чего конденсат направляется в 19. Деоэратор необходим для удаления агрессивных газов, находящихся в воде. Это кислород и диоксид углерода. Для этого в 19 подводится пар из 5. В результате кипения происходит удаление газов, находящихся в воде. Деоэрированная вода из 19 с помощью 20 подогревается в 21до температуры насыщения с помощью отбора пара из 5. После чего обессоленная, без газов, деоэрированная вода нагревается до температуры насыщения и поступает на выход 4’. |