Вход

Техническая термодинамика

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Курсовая работа*
Код 79216
Дата создания 2014
Страниц 30
Источников 5
Мы сможем обработать ваш заказ 24 января в 12:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
1 810руб.
КУПИТЬ

Содержание

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 6
1.1 Взаимосвязь теплоты и работы 6
1.2 Формулировки первого и второго закона термодинамики 8
1.2.1 Первое начало термодинамики 8
1.2.2 Второе начало термодинамики 10
1.2 Циклы паротурбинных установок 12
1.2.1 Цикл Карно 12
1.2.2 Цикл Ренкина 14
1.2.3 Цикл ПТУ Ренкина с вторичным перегревом пара 16
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 19
2.1 Задание для расчетной работы 19
2.2 Расчет цикла с промежуточным перегревом 20
2.3 Расчет значений КПД цикла 24
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 28

Фрагмент работы для ознакомления

п.д. цикла Карно, проведенном в том же температурном интервале, что и цикл с промежуточным перегревом;4)внутренний абсолютный к.п.д. цикла (потерями от необратимости процессов в насосе пренебречь).Изобразить цикл вместе с соответствующими пограничными линиями в масштабе в T-s-координатах (полностью) и в h-s-координатах (частично).Данные для расчета приведены в табл. 1.Таблица 1. Исходные данные к работеИсходные данныеПредпоследняя цифра шифра8Р1, МПа20t1, 0C520Исходные данныеПоследняя цифра шифра8рпр, МПа52.2 Расчет цикла с промежуточным перегревомОпределим параметры рабочего тела в характерных точках теоретического циклаРенкинас помощьюPV-, TS- и HS- диаграмм, отражающими основные процессы рассматриваемого цикла.Рис.9. Диаграммы цикла Ренкина на вторично перегретом паре, где:1-a - адиабатическое расширение пара в турбине;a-b - изобарный процесс вторичного перегрева пара;b-2 – адиабатическое расширение пара в турбине;2-3 – изобарно-изотермический процесс конденсации пара (P2=const,t2=const) ;3-4 – адиабатное сжатие воды в насосе (можно считать и изохорным);4-5 – изобарный процесс подогрева воды в парогенераторе;5-6 - изобарно-изотермический процесс парообразования в парогенераторе;6-1 – изобарный процесс перегрева пара в парогенераторе.Расчет в точке 1.Пар находится в турбине при давлении P1=20 МПа, после чего расширяется до Рп = 5 МПа в точке a. По таблицам для состояния насыщения воды и водяного пара и hs-диаграмме при КПД = 0,8 находим: Т1 = 520 + 273,16 = 793,16 К0,0155м3/кг6,226кДж/(кг.К),3305,2кДж/кгОпределим удельную внутреннюю энергию:3305,2-20000. 0,0155=2995,2 кДж/кг.Расчет в точке a.В точке а находится пар, подвергшийся расширению вследствие уменьшения давления и снижения температуры.По таблицам для состояния насыщения воды и водяного пара и hs-диаграмме при КПД = 0,8 находим: Ра = 5 МПа,Та = 302,8+ 273,16 = 575,96 К,0,046м3/кг,6,226 кДж/(кг.К),2934,5кДж/кг.Определим удельную внутреннюю энергию:2934,5-5000. 0,054=2704,5 кДж/кг.Расчет в точке b.В точке b неизменной остается давление Ра = Рb = 5 МПа, а температура повышаютсядо значения Тв = Т1 = 520 0С. Остальные значения найдем из диаграмм.0,0747м3/кг,7,0373кДж/(кг.К),3481,1кДж/кг,Определим удельную внутреннюю энергию:3574,0-5000. 0,0747= 3107,6 кДж/кгРасчет в точке 2.Характеризует параметры влажного пара, адиабатно охлаждающегося и поступающего в конденсатор. По известным параметрам P2 = 0,004 МПа, а также 7,0373 кДж/(кг.К) находим остальные параметры:Т2 = 28,96 +273,16=302,09=0,001=34,792м3/кг;=121,40=2553,7кДж/кг;=0,4224=8,4735=кДж/(кг.К),где ‘- для кипящей воды, “-для сухого насыщенного пара Определим степень сухости пара x:, отсюдакДж/кг;=- 428,59= 2085,4кДж/кг;Расчет в точке 3.Характеризует параметры воды, изохорно перекаченной насосом из конденсатора в котел (х = 0).0,001 м3/кгТ3 = Т2 = 28,96 +273,16=302,09 КP2 = P3 = 0,004 МПа, 0,4224кДж/(кг.К),121,4 кДж/кгОпределим удельную внутреннюю энергию:121,4 - 4. 0,001121,4 кДж/кг.Расчет в точке 4.Характеризует параметры воды, адиабатическиs4=0,4224 кДж/(кг.К)и изохорном3/кг сжатой до давления Р4=Р1 =20МПа.T4 = 29,31+273,16 = 302,56K141,4 кДж/кгОпределим удельную внутреннюю энергию:141,4 -20000. 0,001121,4 кДж/кг.Расчет в точке 5.Характеризует параметры воды, подогреваемой изобарнопри давлении Р5 = Р4 = 20 МПа в котле, при х = 0.v5 = 0,002м3/кгs5 = 4,006кДж/(кг.К)T5 = 365,75+ 273,16 = 638,91K1821,1кДж/кгОпределим удельную внутреннюю энергию:1821,1-20000. 0,0021781,1 кДж/кг.Расчет в точке 6.Характеризует параметры воды, испаряющейсяизобарно-изотермическипри Р6 = Р5 = 20 МПаиT6 =T5 =638,91 Kв парообразователе до состояния насыщения х = 1.v6 = 0,006 м3/кгs6 = 4,946кДж/(кг.К)2421,7кДж/кгОпределим удельную внутреннюю энергию:2421,7 –20000. 0,006= 2307,1 кДж/кг.На основе рассчитанных координат характеристических точек составим итоговую таблицу 1, в которой укажем все параметры системы в точках цикла 1 – 6 и a, b.Таблица 1. Значения параметров в критических точках циклаТочкаP, МПаТ, Кv, м3/кгs, кДж/кг.Кh, кДж/кгu, кДж/кгx120793,160,01556,22633305,22995,2-а5575,960,0466,22632934,52704,5-b5793,160,07477,03733481,13107,6-20,004302,1228,597,03732199,82083,480,821630,004302,120,0010,4224121,4121,3960420302,560,0010,4224141,4121,4-520638,910,0024,0061821,11781,10620638,910,0064,9462427,12307,112.3Расчет значений КПД циклаПодводимую в системутеплоту q1в процессах 4-5-1 определим по изменению энтальпии:q1=(h1-h4)+(hb-ha)q1= (3305,2– 141,4) + (3481,1 – 2934,5) = 3710,4 кДж/кгОтвод теплоты в конденсаторе:q2 = h2 - h3q2 = 2199,8 – 121,4 = 1998,4 кДж/кгТермодинамический КПД цикла рассчитывается по формуле:,где q1 – количество теплоты, подведённое в цикле к рабочему телу; q2 – количество теплоты, отводимое от рабочего тела (пара). = 46,14%Работа, совершенная паром в турбине при адиабатном расширении определяется величиной располагаемого теплового перепада:lт=Hp=(h1-h2)+(hb-ha)lт= (3305,2–2199,8) + (3481,1 – 2934,5) = 1652кДж/кгРабота, затраченная на сжатие в насосе:lH=V`*(P1-P2).lH = 28,59 (20000- 4)=571,8 кДж/кгПолученная работа в цикле:lц=lт-lhlц=1652 – 571,8 = 1080,2 кДж/кгТермический КПД цикла Ренкина с учетом работы насоса:η=lц/q1η = 1080,2/3710,4=29,11%Абсолютный внутренний КПД турбоустановки без регенеративного подогрева определяется по формуле:= 36,91%Определим КПД идеального цикла Ренкинабез вторичного перегрева.Для этого исключим точки а и bиз цикла. Найдем КПД цикла по формуле: = 34,3%Сравним термические КПД установки с вторичным перегревом пара (обозначим ее как установку А) и установки без вторичного перегрева пара (обозначим ее как установку В):ηt(А)/ηt(В) = 46,14/34,3= 1,345.Рассчитаем термический коэффициент цикла Карно, построенного в том же температурном интервале, что и цикл с промежуточным перегревом пара.Цикл Карно,состоящий из двух изотерм и двух адиабат, имеет температуры узловых точек, равные Т1 = Т4 = 302,1 К и Т2 = Т3 = 793,2 К. Отсюда найдем термический КПД Цикла Карно:= 61,91 %Следует отметить, что взаданных условиях работы ПТУ на перегретом паре рассчитанное КПД, равный 61,91% для цикла Карно недостижим, так как в цикле Карно рабочим телом является насыщенный пар, а в рассматриваемом цикле – перегретый пар.Осуществить цикла Карно в зоне перегретого пара сложно, так как изотермические процессы происходят при переменных давлениях и объемах. Поэтому в реальных пароэнергетических установках используются другие циклы, о которых будет сказано ниже.На рис.10 и 11 приведены hs- и Ts-диаграммы, построенные на основе расчетных данных о характерных точках цикла Ренкина с вторичным перегревом пара.X=1X=0bа165432Рис. 10. РасчетнаяTs-диаграмма цикла Ренкина65432ba1Рис. 11. Расчетная hs-диаграмма цикла РенкинаЗАКЛЮЧЕНИЕВ представленной курсовой работе произведен подробный расчет КПД паротурбинной установки, работающей по термодинамическому циклуРенкина с вторичным перегревом пара. Для выполнения поставленной задачинами былиопределены параметры состояния рабочего телав характерных точках термодинамического цикла. Для рассматриваемого цикла Ренкина с вторично перегретым паром по расчетным данным былипостроены Ts- и hs- диаграммы.Термический и внутренний КПД установки при КПД турбины, составляющем 80% без учета потерь энергии при работеравны соответственно 46,14% и 36,91%.Термический КПД, установки работающей на вторично перегретом паре, обозначенной как А, в 1,345 разабольше термического КПД установки, работающей по циклу Ренкинабез вторичного перегрева пара при тех же параметрах рабочего тела в характерных точках. Таким образом, вследствие повышения значения КПД при вторичном перегреве пара, может быть достигнута значительная экономия топлива.Термический КПД цикла Карно при указанных значениях температуры составляет 61,91%, однако на практике не реализуется, так как в зоне перегретого пара изотермические процессы происходят при переменных давлениях и объемах.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫБариловичВ.А., СмирновЮ.А.Основы технической термодинамики и теории тепло- и массообмена: курс лекций. СПбГПУ, 2010. – 338 с.Злобин В.Г., Горбай С.В., Короткова Т.Ю. Техническая термодинамика. Часть 1. Основные законы термодинамики. Циклы тепловых двигателей. - Учебное пособие. -СПб.: СПбГТУРП, 2011.- 149 с.Злобин В.Г., Горбай С.В., Короткова Т.Ю. Техническая термодинамика. Часть 2. Водяной пар. Циклы теплосиловых установок. - Учебное пособие. -СПб.: СПбГТУРП, 2011.- 118 с.Коновалов В.И. Техническая термодинамика: учеб. / Иван.гос. энерг. ун-т.- Иваново, 2005. – 620 с.Хрусталев Б.М., Несенчук А.П., Романюк В.Н. Техническая термодинамика. - Минск: УП «Технопринт», 2004. - 486 с.

Список литературы [ всего 5]

1. Барилович В.А., Смирнов Ю.А. Основы технической термодинамики и теории тепло- и массообмена: курс лекций. СПбГПУ, 2010. – 338 с.
2. Злобин В.Г., Горбай С.В., Короткова Т.Ю. Техническая термодинамика. Часть 1. Основные законы термодинамики. Циклы тепловых двигателей. - Учебное пособие. - СПб.: СПбГТУРП, 2011.- 149 с.
3. Злобин В.Г., Горбай С.В., Короткова Т.Ю. Техническая термодинамика. Часть 2. Водяной пар. Циклы теплосиловых установок. - Учебное пособие. - СПб.: СПбГТУРП, 2011.- 118 с.
4. Коновалов В.И. Техническая термодинамика: учеб. / Иван. гос. энерг. ун-т.- Иваново, 2005. – 620 с.
5. Хрусталев Б.М., Несенчук А.П., Романюк В.Н. Техническая термодинамика. - Минск: УП «Технопринт», 2004. - 486 с.
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
© Рефератбанк, 2002 - 2022