Вопрос 5.26

Изобразите в Ts- диаграмме цикл Ренкина с учётом работы насоса. Как изменяется температура воды при адиабатном повышении её давления в насосе?

Ответ

Цикл Ренкина с учётом работы насоса изображен на Рис. 30

Рис. 30

Поскольку процесс 3-4 адиабатный, то можем записать

(170)

Поскольку всегда р₂>p₁, то Т₄ >Т_3, однако стоить отметить, что разница между Т₃ и Т₄ обычно составляет меньше одного градуса. И потому работой насоса часто пренебрегают, считая Т₃=Т_4.

Задача 5.31

Определить термический К.П.Д. и конечную влажность пара для идеального цикла паросиловой установки с промежуточным перегревом пара, если в турбину поступает пар с параметрами p₁=12 МПа и t₁=450 С, вторичным перегрев осуществляется при давлении p_пр=2,4 МПа до температуры t_пр=450 С и давлении конденсаторе p₂=0,004 МПа. Определить также, какое изменение термического К.П.Д. конечной влажности пара даёт вторичный перегрев по сравнению с циклом Ренкина для тех же начальных параметров и конечного давления пара.

Решение

Схема установки и цикл в Тs-диаграмме изображены на Рис. 31.

Рис. 31

Первоначально рассмотрим цикл без промежуточного перегрева. Рассчитаем энтальпии и энтропии пара в характерных точка цикла.

-энтальпия пара перед турбиной,

-энтропия пара перед турбиной,

-удельная энтропия насыщенной жидкости при давлении,

-удельная энтропия насыщенного пара при давлении.

По найденным значениям энтропий определим степень сухости пара в т.2

Теперь легко найдем значение энтальпии в этой точке.

-энтальпия пара в теоретической точке за турбиной

Располагаемый теплоперепад соответственно равен

Найдем КПД установки без промежуточного перегрева

Теперь рассмотрим цикл с промежуточным перегревом

Для того, что бы определить с какой области начинается перегрев, необходимо сравнить удельная энтропия насыщенного пара при давлении промежуточного перегрева с энтропией пара в т.1

Т.к. , делаем вывод, что промежуточный перегрев начинается в перегретом паре.

Определим параметры характерных точек цикла с промежуточным перегревом.

-температура начала перегрева,

-энтальпия пара начала перегрева,

- энтальпия пара конца перегрева,

-энтропия пара конца перегрева.

-степень сухости в теоретической точке,

-энтальпия пара в теоретической точке за турбиной.

Найдем КПД данного цикла

Найдем изменение термического КПД и степени, которое дает вторичный перегрев и

Ответ:

Вопрос 5.31

Изобразите в Ts- диаграмме условный предельно регенеративный цикл паросиловой установки без перегрева пара и с ним и докажите, как определить термический К.П.Д. этого цикла?

Ответ

Для повышения термического КПД цикла в паротурбинных теплосиловых установках, так же как и в газотурбинных установках, применяется регенерация теплоты.

Если в паросиловой установке осуществляется цикл Ренкина без перегрева пара, то в случае осуществления полной регенерации термический КПД цикла Ренкина будет равен термическому КПД цикла Карно. На рРис. 32 изображен в Т, s-диаграмме цикл Ренкина с полной регенерацией во влажном паре (разумеется, речь идет здесь о внутренне обратимых циклах).

Рис. 32

Коэффициент полезного действия цикла Ренкина с перегревом пара даже в случае предельной регенерации будет меньше термического КПД цикла Карно, осуществляемого в том же интервале температур; это следует из Т, s-диаграммы, приведенной на Рис. 33. Однако при этом термический КПД цикла Ренкина заметно возрастает (по сравнению с циклом без регенерации).

Рис. 33

Из Т, s-диаграммы на Рис. 33 следует, что термический КПД цикла Ренкина с предельной регенерацией определяется выражением (171)

(171)