Поиск по базе сайта:
Завдання: На промисловому підприємстві працює паросилова установка за циклом Ренкіна. Котельний агрегат виробляє Д icon

Завдання: На промисловому підприємстві працює паросилова установка за циклом Ренкіна. Котельний агрегат виробляє Д




Скачати 147.55 Kb.
НазваЗавдання: На промисловому підприємстві працює паросилова установка за циклом Ренкіна. Котельний агрегат виробляє Д
Дата конвертації25.10.2014
Розмір147.55 Kb.
ТипДокументи


САМОСТІЙНА РОБОТА № 2

ЗАВДАННЯ: На промисловому підприємстві працює паросилова установка за циклом Ренкіна. Котельний агрегат виробляє Д т/год перегрітої пари, що має тиск р1 і температуру t 1. Із котельного агрегату пара надходить у парову турбіну, де адіабатно розширюється до тиску р2 , а потім повністю конденсується у конденсаторі. Конденсат перекачується насосом у збірник живильної води (деаератор), звідки живильним насосом подається через водяний економайзер у паровий котел. Під час кипіння води у котлі утворюється насичена пара, яка з метою підвищення економічності паросилової установки перегрівається у пароперегрівнику. Температура охолодної води, що проходить через конденсатор, збільшується на 10 К.
^ ОФОРМЛЕННЯ РОБОТИ

1. Зобразити на діаграмах h-s і T-s водяної пари цикл Ренкіна.

2. За таблицями термодинамічних властивостей води та водяної пари

визначити для всіх характерних точок циклу параметри стану ( p, u, t, h, s,

u ). Результати подати у вигляді табл. 1.

Таблиця 1

пара

Одиниці

Характерні точки циклу

метр

вимірювання

1

2

3

4

5

6

p

МПа





















м3/кг



















t

°C



















h

кДж/кг



















s

кДж/(кг·К)



















u

кДж/кг



















3. Для кожного процесу визначити енергетичні характеристики: теплоту Q,

роботу ^ L, зміну внутрішньої енергії ΔU та зміну ентропії ΔS. Результати

розрахунків подати у вигляді табл. 2.

Таблиця 2

Процес

Q, кВт

ΔU, кВт

L , кВт

ΔS, кДж/К

1-2













2-3













3-4









4-5













5-6













6-1













Сума














4. Визначити витрату охолодної води через конденсатор .

5. Визначити корисну роботу циклу, термічний коефіцієнт корисної дії та

питому витрату пари.

Вихідні дані для розв’язання задачі вибрати із табл. 3

Таблиця 3

Передостання цифра шифру

Д, т/год

р1, МПа

t 1, С

Остання цифра шифру

р2, МПа

0










0

0,007

1










1

0,006

2










2

0,005

3

50

10,0

440

3

0,004

4

15

2,0

320

4

0,003

5










5

0,007

6










6

0,004

7










7

0,003

8










8

0,006

9

40

5,0

480

9

0,005



Рис. 1 Цикл Ренкіна в р - координатах

Розглянемо приклад розрахунку параметрів стану в характерних точках циклу ПСУ,що працює за циклом Ренкіна: пара перед турбіною має тиск р1= 1 МПа і температуру 450 С. Тиск в конденсаторі р2= 0,0035МПа. Визначити параметри стану в характерних точках циклу.

Рішення:

  1. Згідно рис.1 точки 3 і 5 розташовані на нижній граничній кривій, тобто мають ступінь сухості х=0. За додатком 1 знаходимо і записуємо параметри води , що позначені одним штрихом, для заданих тисків р1 та р2:

р5= 1 МПа р3 = 0,0035 МПа

t5=179,88 C t3 = 26,7 C

50,001127 м3/кг 30,001003 м3/кг

h5= 762,515 кДж/кг h3 = 111,82 кДж/кг

s5= 2,1381 s3 = 0,39061

Стан речовини: кипляча рідина Стан речовини: конденсат ( вода)

2. Точка 6 розташована на верхній граничній кривій, тобто має ступінь сухості х=1. За додатком 1 знаходимо і виписуємо параметри сухої насиченої пари при тиску р1, які позначені двома штрихами :

р6= 1 МПа

t6 =179,88 C

60,194362 м3/кг

h6= 2777,11 кДж/кг

s6= 6,5850

Стан речовини: газ (суха насичена пара)

3. Точка 1 розташована за межами граничних кривих і характеризує перегріту пару, тому її параметри знаходимо за додатком 2.

р1 = 1 МПа

t1 = 450 C

0,330447 м3/кг

h1 = 3371,3 кДж/кг

s1 = 7,6200

Стан речовини: газ (перегріта пара)

4. Точка 4 розташована за межами граничних кривих і характеризує нагріту воду (рис.1). Оскільки процес 3-4 ізохорний, то питомий обєм 4=3.

р4= 1 МПа

40,001003 м3/кг

t4 = 27 C

h4= 114,09 кДж/кг

s4= 0,3949

Стан речовини: рідина

5. Точка 2 розташована між граничними кривими і характеризує бінарну суміш вода-газ, або вологу насичену пару(рис.1). Для точки 2 відомими є величини абсолютного тиску р22S=0,0035 МПа та температури t2=t2S=26,67С. Оскільки процес 1-2 - це процес адіабатного розширення пари, то величина ентропії на вході і на виході з турбіни не змінюється (так як адіабатний процес являється ізоентропійним ) і s1=s2=7,62 кДж/(кгК). Тому, для розрахунку решти параметрів визначаємо ступінь сухості х за допомогою значення ентропії для пари на виході з турбіни, а саме:



Величини s’, s” знаходимо за додатком 1 для тиску р2=0,0035 МПа.

За формулами параметрів для вологої насиченої пари обчислюємо:

питомий обєм x2=x” = 0,889*39,48=35,0856 м3/кг

ентальпію hx2=h’+(h”-h’)x= 111,84+(2549,9-111,84)*0,889=2278,95 кДж/кг

(величини ” , h’, h” знаходимо за додатком 1 для тиску р2=0,0035 МПа)

Стан речовини: бінарна суміш рідина-газ (волога насичена пара)

  1. Внутрішню енергію в кожній характерній точці циклу визначаємо за формулою u=h-p, а саме :

u1=h1-p11= 3371,3·103-1·106·0,330447=3040,85·103 [Дж/кг]

u2=h2-p22= 2278,95·103-0,0035·106·35,0856=2156,15·103 [Дж/кг]

u3=h3-p33= 111,821·103-0,0035·106·0,001003=111,818·103 [Дж/кг]

u4=h4-p44= 114,09·103-1·106·0,001003=113,106·103 [Дж/кг]

u5=h5-p55= 762,515·103-1·106·0,001127=761,388·103 [Дж/кг]

u6=h6-p66= 2777,1·103-1·106·0,194362=2582,75·103 [Дж/кг]
Результати розрахунків представимо у вигляді зведеної таблиці



точки

р,

МПа

t,

 C

,

м3/кг

h,

кДж/кг

s,

кДж/(кгК)

u,

кДж/кг

X

1

1

450

0,330447

3371,3

7,6200

3040,85

--

2

0,0035

26,7

36,0856

2278,95

7,6200

2156,15

0,889

3

0,0035

26,7

0,001003

111,82

0,39061

111,818

0

4

1

27

0,001003

114,09

0,3949

113,106

--

5

1

180

0,001127

763

2,1381

761,388

0

6

1

180

0,194362

2777,11

6,5850

2582,75

1



Для визначення енергетичних характеристик складових процесів циклу Ренкіна використовують наступні формули розрахунку:

- зміна внутрішньої енергії не залежить від виду термодинамічного процесу (внутрішня енергія являється параметром стану) і знаходиться як різниця значень внутрішньої енергії в кінцевій точці та початковій точці процесу :



- для розрахунку кількості підведеної чи відведеної теплоти та роботи стисненя чи розширення в процесах зміни водяної пари необхідно враховувати характер термодинамічного процесу, а саме:

Процес

Теплота

Робота

ізобарний

q = hкін-hпоч

l=q-u

адіабатний

q=0

l=-u

Розглянемо приклад розрахунку енергетичних характеристик складових процесів циклу Ренкіна

  1. Зміна внутрішньої енергії в складових процесах циклу дорівнює, [кДж/кг]:

u1-2= u2-u1= 2156,15-3040,85 = -884,70

u2-3= u3-u2= 111,818 –2156,15 = -2044,332

u3-4= u4-u3= 113,106 –111,818 = 1,288

u4-5= u5-u4= 761,388 – 113,106 = 648,282

u5-6= u6-u5= 2582,75-761,388 = 1821,362

u6-1= u1-u6= 3040,85 –2582,75 = 458,10

2. Кількість теплоти в складових процесах циклу дорівнює, [кДж/кг]:

  • процес 1-2 адіабатний q1-2= 0

  • процеси 2-3; 4-5 ; 5-6 ; 6-1 ізобарні , тому

q2-3= h3-h2= 111,821-2278,95= -2167,129

q4-5= h5-h4=762,515-113,106=649,409

q5-6= h6-h5=2777,1-762,515=2014,58

q6-1= h1-h6=3371,3-2582,75=788,55

3. Робота в складових процесах циклу дорівнює, [кДж/кг]:

  • процес 1-2 адіабатний l1-2 = -u1-2= -(-884,70) = 884,70

  • процеси 2-3; 4-5 ; 5-6 ; 6-1 ізобарні , тому

l2-3 =q2-3-u2-3= -2167,129-(-2044,332)=-122,797

l4-5 =q4-5 -u4-5=649,409- 648,282= 1,127

l5-6 =q5-6 - u5-6=2014,58 –1821,362 =193,218

l6-1= q6-1 - u6-1=788,55 – 458,10 = 330,45

Результати розрахунків представимо у вигляді зведеної таблиці

процес

u,

кДж/кг

l,

кДж/кг

q,

кДж/кг

1-2

-884,70

884,70

0

2-3

-2044,332

-122,797

-2167,129

3-4

-

-

-

4-5

648,282

1,127

649,409

5-6

1821,362

193,218

2014,58

6-1

458,10

330,45

788,55

Примітки:

  1. У додатку 1 тиск заданий у барах. 10 бар = 1 МПа.

  2. Для заповнення таблиці 2 враховуємо, що

Q = Dq ; U = Du ; L = Dl ; S = Ds ,

де D – масова продуктивність котельного агрегату, кг/с .

  1. Витрату охолодної води через конденсатор знаходимо з рівняння

D( h3 h2) = Mcводиt ,

де D – масова продуктивність котельного агрегату, кг/с;

h3 - ентальпія конденсату після конденсатора, кДж кг ;

h2 – ентальпія пари, що надходить у конденсатор, кДж кг ;

M – масова витрата охолодної води, кг/ с ;

cводи =4, 19 кДж/( кгК) - масова ізобарична теплоємність води;

t - зміна температури охолодної води, K .

  1. Термічний ККД циклу Ренкіна визначають за рівнянням



  1. Питому витрату пари визначають за рівнянням:

d = 3600/(h1- h2)



Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації