11. Изохорный прс изм сост водяного пара vconst

• Название: 11. Изохорный прс изм сост водяного пара vconst
• Анкор: 2.docx
• Дата: 19.03.2019
• Размер: 1.94 Mb.
• Имя файла: 2.docx
• Тип: Документы; #26112
• страница: 1 из 4

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.
-степ.повыш давления,

-степень изобар.расишр . Найдем η через рабочего тела . Для этого выразим через

Т2=Т1β^к-1/к Т3=Т2= Т1 ^к-1/к







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 рабочего тела . Для этого выразим через

Т2=Т1β^к-1/к

Для 2-3:

Т3=Т2= Т1 ^к-1/к




Из формулы видно, что термическое η увеличивается при увеличении β �� и к.

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.
Работа паросиловой установки по циклу Карно имеет очень много недостатков и в настоящее время не используется.

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.

Так как при увеличении давления растет tнас, следовательно уменьшаются потери теплоты от необратимого процесса теплообмена при конечной разности t.

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.

При увеличении начальной температуры пара при неизменном давлении КПД растет. Т к происходит увеличение адиабатного теплоперепада и растет темперетура подвода теплоты-потери меньше.

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 отвода теплоты, что ведет к уменьшению необратимых потерь при теплообмене в конденсаторе.




21.цикл Ренкина с промежуточным перегревом пара.



Использование вторичного пароперегревателя позволяет значительно увеличить степень сухости пара на выходе из турбины



(адиабатные теплоперепады в цилиндре высокого и низкого давления)



(количество теплоты, подведенное во 2 ступени пп)

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’.

23. Принципиальная схема ТЭС с газификацией ТЭС. На западе строятся с 90-х годов. В 1989 на Красноярске 2 новая ТЭС прошла все технические испытания и была законсервирована из-за нехватки средств. C,S,H-горючие средства. S+O2=SO2 H+O2=H2O C+O2=CO2.

1-прием топлива 2-бункер угля с питателем

3-установка разделения воздуха

4-газоренератор на кислородно-паровом дутье

5-система очистки генераторного газа 6-синтетический генераторный газ

7-шлак

К-компрессор КУ-котел утилизатор КС-камера сгорания ГТ-газовая турбина ОК-осевой компрессор ВХ-воздух Н-насос ПТ-паровая турбина КД-конденсатор ГГ-газовый генеротор.

Уголь через 1 и 2 подсушивается азотом и направляется на газификацию 4.Для получения кислорода, подаваемого в 4, воздух направляется в ОК, часть его идет на горение в КС а другая часть проходит через 3. Полученный азот идет через К, подмешивается к топливу, а кислород направляется в 4. В 4 используется кислородно- паровое дутье(процесс газификации). В результате получаем CO,SO,HO способных гореть в дальнейшем(это ГГ) и шлак, который удаляется из 4 в виде 7. В 5 происходит процесс очистки ГГ от серы . очищенный ГГ направляется на горение в КС. В результате чего образуются продукты сгорания с высоким давлением и температурой. Продукты сгорания из КС попадают на лопатки газовой турбины . при высоком давлении отрабатывают на них и вращаются соосно укрепленный электрогенератор с газовой турбиной. После чего продукты сгорания при высокой температуре(600-700С) попадает в котел утилизатор , на входе которого с помощью Н после КД подается конденсат. На выходе из КУ имеем перегретый пар , который отрабатывает на лопатках ПТ и снимается напряжение с обмотки электрогенератора, соосно с ним закрепленного.