Расчетно-графическая работа - Исследование и расчет термодинамических циклов

Подождите немного. Документ загружается.

и ,

где - средний удельный объем жидкости при адиабатном повышении

давления; - КПД насоса.

Для воды, являющейся практически несжимаемой жидкостью в широком

интервале параметров состояния 0,001 м

/кг.

(кДж/кг)

= 22,854 (кДж/кг)

Повышение температуры воды при адиабатном повышении давления можно

также найти из приближенных формул:

Здесь - изобарная теплоемкость воды. В широкой области параметров

состояния кДж/(кг К).

(К)

Расчет системы регенеративных подогревателей:

Общий нагрев питательной воды в подогревателях равен:

(К)

Нагрев питательной воды в каждом подогревателе составляет:

(К)

Расчет первого подогревателя:

Тепловой и материальный балансы подогревателя имеют вид:

для теоретического цикла

для действительного цикла

Из этих уравнений определяются теоретический и действительный

относительные расходы греющего пара в подогреватель, то есть отношение

расходов греющего пара к расходу питательной воды.

В данных уравнениях параметры питательной воды (точки пв и 6) определяются

при соответствующих температурах и и давлении . Так как в

цикле Ренкина подвод теплоты изобарный, то . Для принятой

системы регенерации относительный расход питательной воды равен =1. Точки

от1t и от1 определяются по h-s – диаграмме на пересечении изобары отбора

соответственно с теоретическим и действительным процессами расширения пара в

паровой турбине. Точка др1 определяется по давлению .

Давление отбора определяется по температуре насыщения в подогревателе:

где принимаем от 2 до 10 °С таким образом, чтобы

соответствовало показанным на h-s – диаграмме изобарам.

(°С)

(кПа)

пв

МПа

пв

/кг

пв

кДж/кг

пв

кДж/(кг∙К)

16 150 0,00108 641,98 1,8251

(°С)

МПа

С м

/кг кДж/кг кДж/(кг∙К)

16 111,64 0,00104 479,83 1,4235

Таблица 1.9 Параметры в точке от1t

от1t

МПа

С м

/кг кДж/кг кДж/(кг∙К)

0,5 151,836 0,36362 2685,048 6,6722

от1 =

f(t

нас1

) = 0,5 МПа

Таблица 1.10 Параметры в точке oт1

от1

МПа

С м

/кг кДж/кг кДж/(кг∙К)

0,5 167 0,39110 2783,413 6,9022

др1 =

f(t

нас1

)= 0,5 МПа

Таблица 1.11 Параметры в точке др1

др1

МПа

С м

/кг кДж/кг кДж/(кг∙К)

0,5 151,85 0,0010928 640,1 1,8604

ïäðtîò

ïâïâ











)(

080911,0

98,0)1,640048,2685(

)83,47998,641(1











ïäðîò

ïâ











)(

0673073,0

98,0)1,640413,2783(

)83,47998,641(1











2.2 Расчет второго подогревателя

Тепловой и материальный балансы второго подогревателя:

для теоретического цикла:

 

)()()(

56211222

hhhhhh

пвпдрдр

дрtот





(14)

для действительного цикла:

 

)()()(

56211222

hhhhhh

пвпдрдрдрот





(15)

В уравнениях (), () параметры точки 5 определяются при температуре

pп

ttt 

и давлении p

= p

. Точки от2t, от2, др2, определяются аналогично как

для первого подогревателя по давлению в отборе p

от2

. Давление отбора p

от2

определяется по температуре насыщения в подогревателе:

ttt

нас





11536,364,111



нас

(

С)

от2t=

f(t

нас2

)=0,16 МПа

Таблица 1.14 Параметры в точке от2t

от2t

МПа

С м

/кг кДж/кг кДж/(кг∙К)

0,16 113,298 0,99102 2491,547 6,6722

от2 =

f(t

нас1

) = 0,16 МПа

Таблица 1.15 Параметры в точке от2

от2

МПа

С м

/кг кДж/кг кДж/(кг∙К)

0,16 113,298 1,04373 2598,903 6,9536

др2 =

f(t

нас2

) = 0,16 МПа, t

др2

= 113,32

Таблица 1.16 Параметры в точке др2

др2

МПа

С м

/кг кДж/кг кДж/(кг∙К)

0,16 113,32 0,0010547 475,38 1,4550

= 16 МПа, t

=111,64-38,36 =73,28

По температуре t

и давлению p

определим все остальные параметры

Таблица 1.17 Параметры в точке 5

МПа

С м

/кг кДж/кг кДж/(кг∙К)

16 73,28 0,00102 319,697 0,9851

ïäðtîò

ïäðäð

ïâ

hhhh













)(

)()(

21156

074435,0

98,0)38,475547,2491(

98,0)38,4751,640(080911,0 )697,31983,479(1











ïäðîò

ïäðäðïâ

hhhh













)(

)()(

21156

061634,0

98,0)38,475576,2946(

98,0)38,4751,640(067327,0 )697,31983,479(1











2.3 Расчет третьего подогревателя

Производится аналогично второму подогревателю. Тепловой и материальный

балансы третьего подогревателя.

для теоретического цикла:

 

)()()()(

453221333 tпвпдрдр

дрtот

hhhhhh 



(16)

для действительного цикла:

 

)()()()(

453221333

hhhhhh

пвпдрдрдрот





(17)

ttt

нас





нас3

=73,28+2,72= 76

от3t =

f(t

нас3

) = 0,04 МПа

Таблица 1.18 Параметры в точке от3t

от3t

МПа

С м

/кг кДж/кг кДж/(кг∙К)

0,04 75,857 3,39411 2288,170 6,6722

от3=

f(t

нас3

)=0,04 МПа

Таблица 1.19 Параметры в точке от3

от3

МПа

С м

/кг кДж/кг кДж/(кг∙К)

0,04 76 3,57908 2395,595 6,9854

др3 =

f(t

нас3

) = 0,04 МПа

Таблица 1.20 Параметры в точке др3

др3

МПа

С м

/кг кДж/кг кДж/(кг∙К)

0,04 75,03 0,0010265 317,65 1,0261

ïäðtîò

ïäðäð

tïâ

hhhh













)(

)()()(

322145

073494,0

98,0)65,317170,2288(

98,0)65,31738,475()074435,0080911,0()76,153(319,6971











ïäðîò

ïäðäðïâ

hhhh













)(

)()()(

32245

057781,0

98,0)65,317088,2775(

98,0)65,31738,475()061634,0067327,0()61,160319,697 (1











Теоретическая и действительная работа расширения кг пара в регенеративном

цикле:

)()()(

23322221121 ttот

ttот

рас

hhhhhhhhl 



(кДж/кг) 1461,663

)9,2033170,2288(0,073494-)9,2033547,2491(0,074435-)9,2033048,2685(0,080911-2033,9- 3601 

рас

)()()(

23322221121

hhhhhhhhl

отототрас





(кДж/кг) 419,2941

)3,2159

088,2775(0,057781-)3,2159576,2946(0,061634-)3,2159657,3097(0,067327-2159,3- 3601





рас

Теоретическая и действительная работа расширения кг пара в цикле без

регенерации:

áðt

ðàñ

hhl



(кДж/кг) 1,56719,20333601



брt

рас

hhl

бр

рас



кДж/кг)(7,14413,21593601 

бр

рас

Теоретическая и действительная работа сжатия 1кг питательной воды для

циклов с регенерацией и без нее, в принятой схеме одинаковы:

hhll

брt

сж



99,1577,13776,153



брt

сж

(кДж/кг)

hhll

бр

сжсж



84,2277,13761,160 

сж

(кДж/кг)

Теоретическая и действительная работы циклов с регенерацией и без нее

рассчитываются по формулам:

сж

рас

lll 

(кДж/кг) 673,144599,15663,1461 

сжрасц

lll 

(кДж/кг) 579,127184,22419,1294 

брt

сж

брt

рас

брt

lll

...



(кДж/кг) 11,155199,151,1567



брt

бр

сж

бр

рас

бр

lll 

(кДж/кг) 86,141884,227,1441 

бр

Подведенная удельная теплота в цикле с регенерацией и без регенерации:

пв

hhqq 

111

(кДж/кг) 02,295998,6413601

qq

брt

hhq



(кДж/кг) 24,344776,1533601



брt

411

hhq

бр



(кДж/кг) 39,344061,1603601



бр

Секундные расходы пара в точке 1 для действительных циклов с регенерацией и

без нее:

мгц

Nэ







(кг/с) 49,160

98,0579,1271

10200





D

мг

бр

Nэ







(кг/с)83,431

98,086,1418

10200







бр

Так как принимается, что

1

пв



, то для всех остальных точек полные расходы

рабочего тела рассчитываются по формуле:





)1(

отitt







кг/с)(763,12349,160)073494,0074435,0080911,01(



)1( DD

отi







(кг/с) 52,13049,160)057781,0061634,03067327,01(

D

165443

DDDDDDD

пвt



(кг/с) 49,160

165443

 DDDDDDD

пвt

111

tотtот





кг/с)(985,1249,160080911,0



tот

111

отот





(кг/с)805,0149,160067327,0



от

11 отдр

DD 

(кг/с) 805,10



отдр

122

tотtот





кг/с)(946,1149,160074435,0



tот

122

отот





(кг/с) 892,949,160061634,0



от





12 отiдр



кг/с 697,20)061634,0067327,0(49,160



др

133

tотtот





кг/с)(795,1149,160073494,0



tот

133

отот





(кг/с) 273,949,160057781,0



от





13 отiдр



кг/с)(97,29)057781,0061634,0067327,0(49,160



др

Расход циркуляционной воды G

цв

определяется из теплового баланса

конденсатора, который для цикла с регенерацией имеет вид:

 

цвpmцвкдрдр

tСGhhDhhD 



)()(

333322

здесь С

= 4,19 кДж/кг∙К – теплоемкость воды.

 

цвpm

кдрдр

цв

tС

hhDhhD









)()(

333322

(кг/с) 54,6361

1019,4

99,0))137,77-(317,6597,29)137,77-(2159,352,130((









цв

Для цикла без регенерации баланс конденсатора имеет вид:

цвpm

бр

цвк

бр

tСGhhD 



)(

322

где

кг/с)(83,143



брбр

цвpm

бр

цв

tС

hhD









)(

322

(кг/с) 91,8696

1019,4

99,0)77,1373,2159(83,143









бр

цв

Кратность циркуляции охлаждения определяется по формулам: