Показать сравнительным расчетом целесообразность применения пара высоких начальных параметров и низкого конечного давления на примере паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, определив располагаемый теплоперепад, термический КПД цикла и удельный расход пара для различных значений начальных и конечных параметров пара. Указать конечное значение степени сухости Х2 (при давлении Р2). Изобразить схему простейшей паросиловой установки и дать краткое описание ее работы. Представить цикл Ренкина в диаграммах T-S и h-S. Задачу решать с помощью h-S - диаграммы. Представить графическое решение задачи в h-S-диаграммах.
Дано:
1-й вариант:
p1=8,8 бар; p1=0,88 МПа;
t1=370℃; T1=643 К;
p2=0,68 бар; p2=0,068 МПа;
2-й вариант:
p1=9,8 бар; p1=0,98 МПа;
t1=420℃; T1=693 К;
p2=0,53 бар; p2=0,053 МПа;
Найти: ηt, χ2,q,d-?
Решение
Вариант 1.
1. По двум известным начальным параметрам пара p1=0,88 МПа и t1=370 ℃ с помощью h-S диаграммы определим остальные параметры пара в точке 1:
h1=3220 кДж/кг;
S1=7,42 кДж/кг∙К;
2. Так как процесс расширения пара 1-2 адиабатный, то
S2=S1=7,42 кДж/кг∙К;
По двум параметрам пара в точке 2 (S2 и p2) определим остальные параметры пара:
h2=2650 кДж/кг;
S2=7,42 кДж/кг∙К;
t2=90 ℃;
χ2=0,99
Так как в области влажного насыщенного пара изотермы и изобары совпадают, то для определения температуры отработанного пара из точки 2 диаграммы движемся по изобаре до пограничной линии χ=1. При степени сухости χ=1 изотерма отклоняется вправо от изобары. Эта изотерма соответствует значению t2=90 ℃;
3. Определим энтальпию и удельный объем воды в конденсаторе по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара:
υв2=0,0010354 м3/кг;
hв2=372,73 кДж/кг;
4. Определим работу насоса:
lн=υв2∙p1-p2=0,0010354 ∙880-68=0,840 кДж/кг.
5. Определим работу расширения в турбине:
lт=h1-h2=3220-2650=570 кДж/кг.
6. Определим удельную энтальпию питательной воды:
h3=hв2+lн=372,73+0,84=373,57 кДж/кг.
7. Определим располагаемый теплоперепад:
q=h1-h3=3220-373,57=2846,43 кДж/кг.
8. Рассчитаем термический КПД цикла:
ηt=lт-lнq=570-0,842846,43=0,1999=19,99%
9. Найдем удельный расход пара:
d=1000h1-h2=1000570=1,75 кг/ МДж.
10. Процесс расширения пара изображен на рисунке 4.
Рисунок 4
. Процесс расширения пара в h-S диаграмме.
Вариант 2.
1. По двум известным начальным параметрам пара p1=0,98 МПа и t1=420 ℃ с помощью h-S диаграммы определим остальные параметры пара в точке 1:
h1=3330 кДж/кг;
S1=7,62 кДж/кг∙К;
2. Так как процесс расширения пара 1-2 адиабатный, то
S2=S1=7,62 кДж/кг∙К;
По двум параметрам пара в точке 2 (S2 и p2) определим остальные параметры пара:
h2=2640 кДж/кг;
S2=7,53 кДж/кг∙К;
t2=83 ℃;
χ2=0,99
Так как в области влажного насыщенного пара изотермы и изобары совпадают, то для определения температуры отработанного пара из точки 2 диаграммы движемся по изобаре до пограничной линии χ=1. При степени сухости χ=1 изотерма отклоняется вправо от изобары. Эта изотерма соответствует значению t2=83 ℃;
3. Определим энтальпию и удельный объем воды в конденсаторе по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара:
υв2=0,0010312 м3/кг;
hв2=347,51 кДж/кг;
4. Определим работу насоса:
lн=υв2∙p1-p2=0,0010312 ∙980-53=0,956 кДж/кг.
5. Определим работу расширения в турбине:
lт=h1-h2=3330-2640=690 кДж/кг.
6. Определим удельную энтальпию питательной воды:
h3=hв2+lн=347,51+0,956=348,466 кДж/кг.
7. Определим располагаемый теплоперепад:
q=h1-h3=3330-348,466=2981,534 кДж/кг.
8. Рассчитаем термический КПД цикла:
ηt=lт-lнq=690-0,9562981,534=0,2311=23,11%
9. Найдем удельный расход пара:
d=1000h1-h2=1000690=1,449 кг/ МДж.
10
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
