74.Схема,рабочий процесс и цикл паросиловой установки с регенерацией
Малое значение КПД цикла Ренкина по сравнению с циклом Карно связано с тем, что большое количество тепловой энергии при конденсации пара передается охлаждающей воде в конденсаторе. Для снижения потерь часть пара из турбины отбирается и направляется на регенерационные подогреватели, где тепловая энергия, высвобождаемая при конденсации отобранного пара, используется для подогрева воды, полученной после конденсации основного парового потока.
В реальных паросиловых циклах регенерация осуществляется с помощью регенеративных, поверхностных или смешивающих, теплообменников, в каждый из которых поступает пар из промежуточных ступеней турбины (так называемый регенеративный отбор). Пар конденсируется в регенеративных теплообменниках, нагревая питательную воду, поступающую в реактор. Конденсат греющего пара смешивается с основным потоком питательной воды.
|
. Схема установки с регенеративным циклом: Т - турбина, К – конденсатор, Н – насос, Р – некий нагревающий реактор, PП1, РП2 – регенеративные подогреватели. Стрелками показаны отборы пара из турбины.
|
Цикл паросиловой установки с регенерацией, строго говоря, нельзя изобразить в плоской Т-S-диаграмме, поскольку эта диаграмма строится для постоянного количества рабочего тела, тогда как в цикле установки с регенеративными подогревателями количество рабочего тела оказывается различным по длине проточной части турбины.
Поэтому, в дальнейшем, рассматривая изображение цикла этой установки в плоской Т-S-диаграмме, следует иметь в виду условность этого изображения; для того чтобы подчеркнуть это, рядом с Т-S-диаграммой (рисунок 9) помещена диаграмма, показывающая расход (D) пара через турбину вдоль ее проточной части. Эта диаграмма относится к линии 1-2 в T-S-диаграмме — линии адиабатного расширения пара в турбине. Таким образом, на участке 1-2 цикла в T-S-диаграмме количество рабочего тела убывает с уменьшением давления, а на участке 5 - 4 количество рабочего тела возрастает с ростом давления (к питательной воде, поступающей из конденсатора, добавляется конденсат пара из отборов).
Рисунок 9.Т-S диаграмма цикла с регенеративным подогревом.
76.Рабочий процесс парокомпрессионной холодильной установки:
1
-2
– адиабатическое сжатие; 4-5 – процесс
дросселирования.
Схема парокомпрессионной холодильной установки:
;
Такие установки работают
в следующем интервале температур:
.
;
Так как воздух можно считать идеальным
газом, то
.
;
.
77. Воздушные холодильные машины.
Холодильные установки предназначены для охлаждения тел до температуры ниже температуры окружающей среды. Чтобы осуществить такой процесс, необходимо от тела отвести теплоту и передать ее в окружающую среду за счет работы, подводимой извне.
Цикл Карно:
- работа цикла.
;
;
Холодильные машины бывают следующих видов:
Парокомпрессионные холодильные машины, в которых рабочим телом является пар, а рабочий процесс протекает в компрессоре.
Воздушные холодильные машины, в которых рабочим телом является воздух.
Абсорбционные холодильные машины, в которых идёт поглощение паров водными растворами.
Пароструйные холодильные машины, имеющие инжекторы в качестве исполнительного механизма.
Воздушная холодильная установка
Для более глубокого охлаждения тел (получения более глубокого холода) используется воздушная холодильная установка (рис.).
Принцип действия воздушной холодильной установки основан на расширении предварительно сжатого и охлажденного воздуха. Воздух из холодильной камеры (4) под давлением p1 поступает в компрессор (1), где адиабатно сжимается (1–2) до давления p2 и температуре T2. Сжатый воздух подается в теплообменник (2), где охлаждается проточной водой до температуры T3 (2–3), и подается в турбодетандер (3), где адиабатно расширяется (3–4) до давления p1, при этом температура рабочего тела понижается до значения T4. Охлажденный воздух поступает в холодильную камеру, где нагревается до температуры T1 (4–1).
Рис. Схема, p-v и T-s диаграммы воздушной
холодильной установки
Удельное количество теплоты, переданное охлаждающей воде, может быть определено по соотношению
,
удельное количество теплоты, отведенное от воздуха в холодильной камере, по формуле
,
(1) а удельная работа
цикла при условии постоянства теплоемкости
рабочего тела (
)
может быть рассчитана из выражения
или, поскольку для адиабатных процессов (1–2) и (3–4) справедливы следующие соотношения температур:
;
,
определена
.
(2)
При использовании соотношений (1), (2) холодильный коэффициент воздушной холодильной может быть определен из формулы