Билет № 11

1) Обратимый цикл ГТУ при p=const называется циклом Брайтона. Схема ГТУ представлена на рис. 10. Компрессор (ВК) , приводимый в движение газовой турбиной (ГТ), подает сжатый воздух в камеру сгорания (КС), в которую впрыскивается жидкое топливо, подаваемое насосом (ТН), находящимся на валу турбины. Продукты сгорания расширяются на рабочих лопатках турбины и выбрасываются в атмосферу Регенерация теплоты - подогрев воздуха после компрессора выхлопными газами - возможна при условии, что .. Для этого в схему установки необходимо ввести дополнительное устройство – теплообменник. Схема и тепловая диаграмма ГТУ с регенерацией теплоты представлены на рис. 12, 13. Воздух из компрессора направляется в теплообменник, где он получает теплоту от газов, вышедших из турбины. После подогрева воздух направляется в камеру сгорания, где для достижения определенной температуры он должен получить меньшее количество теплоты сгорания топлива.

2) МГД-генераторы с открытым циклом. В данном случае продукты сгорания являются рабочим телом, а использованные газы после удаления из них присадки щелочных металлов выбрасываются в атмосферу. Газ, служащий рабочим телом, совместно с небольшим количеством легко ионизирующейся добавки (щелочными металлами, например, калием или цезием), нагревается за счет подвода тепла от горячего источника до столь высоких температур, что частично ионизируется, т. е. переходит в плазменное состояние. В этом состоянии он представляет собой смесь свободных электронов с электрически нейтральными атомами и ионами, т. е. является электропроводящей средой *. Затем этот газ расширяется в сопле 1, где приобретает весьма высокую скорость (порядка 1000 м/с) и поступает в канал 2 МГД генератора. Канал МГД генератора находится в магнитном поле (это магнитное поле создается при помощи специальной магнитной системы), силовые линии которого перпендикулярны оси канала. Как известно из электродинамики, при пересечении проводником силовых линий магнитного поля в этом проводнике возникает электродвижущая сила (в частности, в обычном электрогенераторе э. д. с. в обмотке ротора возникает при пересечении проводниками обмотки ротора силовых линий магнитного поля, образуемого электромагнитом статора). Поскольку частично ионизированный газ является электропроводящей средой, то при движении этого газа в магнитном поле также возникают э. д. с. и электрический ток; этот ток течет в направлении, перпендикулярном плоскости, проходящей через векторы скорости газа и индукции магнитного поля. Таким образом, в рабочем объеме МГД генератора генерируется электроэнергия, отводимая с электродов 3, подключаемых к потребителю электроэнергии.

3) Одним из основных параметров воздуха, характеризующим его сушильные качества, является влажность. Различают три параметра влажности воздуха: абсолютную влажность, относительную влажность и влагосодержание. Влагосодержанием воздуха удобно пользоваться при расчете процесса сушки.

Абсолютной влажностью воздуха называют количество водяного пара (в кг), содержащегося в 1 м3 влажного воздуха.

Так как объем пара в газовой смеси равен объему самой смеси, то, очевидно, абсолютная влажность представляет собой плотность водяного пара рп при его парциальном давлении рп и температуре смеси.

Относительной влажностью воздуха называют отношение его абсолютной влажности рп к максимально возможной ртах при том же давлении и температуре.

Относительную влажность измеряют в долях единицы или в процентах.

Температуру, при которой влажный воздух имеет относительную влажность, равную 100%, называют точкой росы. В точке росы воздух полностью становится насыщенным водяным паром. Пар в таком воздухе является также насыщенным. В ненасыщенном влажном воздухе пар находится в перегретом состоянии.

Влагосодержанием d воздуха называют количество водяных паров, выражаемое в граммах, содержащееся в 1 кг сухого воздуха.

Часто сушильный агент — это смесь продуктов горения топлива (дымовых газов) и влажного воздуха. Влагосодержанием дымовых газов dxr называют отношение суммы количеств (в г) водяных паров, внесенных поступающим на горение топлива воздухом, паров, образовавшихся в результате сгорания водородосодержащих компонентов топлива и испаренной из топлива влаги, к массе (в кг) сухих топочных газов.

Энтальпию влажного воздуха с влагосодержанием d, отнесенную к 1 кг содержащегося в нем сухого воздуха, определяют как алгебраическую сумму удельных энтальпий сухого воздуха (ic.B) и водяного пара.

Для измерения относительной влажности воздуха наиболее распространенным прибором является психрометр. Он состоит из двух термометров, укрепленных рядом на одном штативе. Шарик одного термометра, называемого мокрым, окутан гигроскопической материей, свободный конец которой опущен в резервуар с водой. Второй термометр, называемый сухим, измеряет температуру окружающей среды.

Принцип его действия состоит в следующем. При испарении воды с поверхности материи вокруг мокрого термометра создается слой насыщенного воздуха и термометр показывает температуру насыщения при парциальном давлении насыщенного пара. Влагосодержание насыщенного воздуха зависит от его парциального давления. Сухой термометр измеряет температуру перегретого пара, находящегося в отдаленных от мокрого термометра слоях влажного воздуха и имеющего меньшее влагосодержание. Благодаря разности парциальных давлений и влагосодержаний между соседними слоями насыщенного и ненасыщенного воздуха происходит диффузия влаги из насыщенного в ненасыщенный воздух. Убыль влаги компенсируется ее испарением с открытой поверхности, и воздух вокруг мокрого термометра вновь становится насыщенным. Очевидно, чем выше разность влагосодержаний в насыщенных и ненасыщенных слоях воздуха, тем соответственно выше разность в показаниях температур сухого и мокрого термометров. Если температура сухого термометра равна температуре мокрого, то воздух полностью насыщен паром и относительная влажность равна 100%.