Задание:
Паросиловая установка работает по циклу Ренкина (рис. 1а). Выполнить расчет термодинамического цикла паросиловой установки с помощъю таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара и диаграммы “h-s” для водяного пара.
ОПРЕДЕЛИТЬ:
1. Параметры и функции состояния в характерных точках цикла: P, v, T, t, x, u, h, s.
2. Удельную работу цикла ℓц, термический коэффициент полезного действия .
3. Удельные расходы пара d .
4. Расходы пара D и теплоты Q при заданной мощности паросиловой установки N.
Результаты расчетов занести в таблицы (Приложение. Табл. 7 и 8).
Изобразить цикл в координатах “Р-v”, “Т-s” и “h-s”. Начертить схему установки.
Рис. 1. Циклы Ренкина паросиловых
установок
а б
Дано:
P1 ,МПа |
t, 0С |
P2, МПа |
N, МВт |
,МПа |
, 0С |
4 |
350 |
0,020 |
4 |
1,2 |
340 |
Решение:
-
Решим задачу для цикла Ренкина без вторичного перегрева:
1.1 В точке 1 имеем перегретый пар, для него из «h-s» диаграммы находим:
1.2 Так как процесс расширения пара в турбине адиабатный, поэтому для определения параметров во второй точке нужно из точки 1 провести изоэнтропу (s1=s2) до пересечения с изобарой Р2=0,020 МПа. В точке пересечения определяем необходимые параметры: h2, s.2, v2, x2. Для определения t2 следует по изобаре Р2=0,020 МПа подняться до линии сухого насыщенного пара (х=1) и найти, какая изотерма выйдет из этой точки.
1.3 Температуру в точке 2 можно определить также по таблицам для водяного пара при давлении насыщения Р2=0,020МПа.
Определение параметров пара и воды в точках 3, 4 цикла ведется по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара на линии насыщения.
Отработанный пар с параметрами точки 2 полностью конденсируется, поэтому в точке 3 у нас будет конденсат (вода) с температурой t3=t2. В точке 3 все параметры определяются для кипящей воды.
Затем вода подается в насос, где давление повышается до первоначального P4=P3, температура практически не меняется t4=t3. Остальные параметры находим по таблице 3 табл.3 ([2], стр. 88)
-
Процесс 3-4 изохорный, изотермический и адиабатный
Из первого начала термодинамики найдем h4:
-
Процесс 4-5 изобарный:
-
Процесс 5-6 изобарный и изотермический:
-
Определим работу цикла и КПД паросиловой установки:
-
Определим удельный расход пара:
-
Найдём расход пара (D) и теплоты (Q) при заданной мощности:
Таблица результатов:
Значения параметров и функций состояния
№ точки |
Р, МПа |
ѵ, м3/кг |
Т, К |
t, 0С |
u, кДж/кг |
h, кДж/кг |
s, кДж/(кг·К) |
1 |
4 |
0,06647 |
623,15 |
350 |
2827,438 |
3093,318 |
6,58426 |
2 |
0,020 |
6,21826 |
333,2086 |
60,0586 |
2043,757 |
2168,122 |
6,58426 |
3 |
0,020 |
0,00102 |
333,2086 |
60,0586 |
251,4796 |
251,5 |
0,8324 |
4 |
4 |
0,00102 |
333,2086 |
60,0586 |
251,4796 |
255,5596 |
0,8324 |
5 |
4 |
0,00125 |
523,5075 |
250,3575 |
1082,426 |
1087,426 |
2,79665 |
6 |
4 |
0,04978 |
523,5075 |
250,3575 |
2601,777 |
2800,897 |
6,06971 |