Расчетно-графическая работа - Исследование и расчет термодинамических циклов
Подождите немного. Документ загружается.
2
D
G
m
цв
бр
бр
цв
бр
D
G
m
2
74,48
52,130
54,6361
m
7647,47
83,143
91,6869
бр
m
Секундный расход натурального топлива:
ka
ð
í
ïâ
Q
hhD
B
)(
11
(кг/с) 66,16
95,01030
)641,98-(360149,160
3
B
ка
р
н
бр
бр
Q
hhD
B
)(
411
(кг/с) 17,363
95,01030
)160,61-(360183,143
3
бр
B
Секундный расход условного топлива:
ка
р
услн
пв
у
Q
hhD
B
.
11
)(
(кг/с) 044,71
95,01033,29
)98,6413601(49,160
3
у
B
ка
р
услн
бр
бр
у
Q
hhD
B
.
411
)(
(кг/с) 17,759
95,01033,29
)61,1603601(83,143
3
бр
у
B
Часовой расход натурального топлива:
3600BB
ч
)/( 59976360066,16 чкгB
ч
3600BB
áð
÷
)/(8,625063600363,17 чкгB
бр
ч
21
Часовой расход условного топлива:
3600
.
óó÷
BB
)/(4,6135836000044,17
.
чкгB
уч
3600
.
áð
ó
áð
ó÷
BB
)/ (4,639323600759,17
.
чкгB
бр
уч
Годовой расход натурального топлива:
31536
чг
BB
)/( 5253903153666,16 гтB
г
31536
ч
бр
г
ВB
)/(54756031536363,17 гтB
бр
г
Годовой расход условного топлива:
31536
..
учуг
BB
)/...(53750031536044,17
.
гтутB
уг
31536
..
бр
уч
бр
уг
BB
)/... (56004831536759,17
.
гтутB
бр
уг
Термический КПД циклов с регенерацией и без нее:
t
t
ц
t
q
l
1
брt
брt
ц
бр
t
q
l
.
1
.
4886,0
02,2959
673,1445
t
450,0
24,3447
11,1551
бр
t
Абсолютный внутренний КПД циклов с регенерацией и без нее:
1
q
l
ц
i
бр
бр
ц
бр
i
q
l
1
430,0
02,2959
579,1271
i
22
412,0
39,3440
86,1418
бр
i
Эффективный КПД циклов с регенерацией и без нее:
iQе
,
бр
i
бр
Q
бр
е
где
ка
бр
QQ
– коэффициент использования располагаемой
теплоты, численно равный КПД котельного агрегата.
4085,043,095,0
е
3914,0412,095,0
бр
е
Электрический КПД-нетто установок с регенерацией и без нее:
мгсне
нт
э
0,202098,099,04085,0
нт
э
мгсн
бр
е
нт
э
3797,098,099,03914,0
нт
э
23
Рисунок 1.2. Принципиальная схема паротурбинной установки без регенерации
24
Таблица 1.21 – Параметры в характерных точках цикла
Точк
и
p t ν h s α D
МПа
0
С м
3
/кг кДж/кг
кДж/
(кг∙К)
– кг/с
1 16 610 0,02360 3601,0 6,6722 1 160,49
2t 0,005 32,88 22,057 2033,9 6,6722 0,77116 123,763
2 0,005 32,88 23,516 2159,3 7,0820 0,813258 130,52
3 0,005 32,88
0,001005
2
137,77 0,4762 1 160,49
4t 16 33,26 0,00100 153,76 0,4762 1 160,49
4 16 34,92 0,00100 160,61 0,4984 1 160,49
5 16 73,28 0,00102
319,69
7
0,9851 1 160,49
6 16 111,64 0,00104 479,83 1,4235 1 160,49
пв 16 150 0,00108 641,98 1,8251 1 160,49
от1t 0,5 151,836 0,36362
2685,0
48
6,6722 0,080911 12,985
от1 0,5 167 0,39110
2783,4
13
6,9022 0,067327 10,805
др1 0,5 151,85
0,001092
8
640,1 1,8604 0,067327 10,805
от2t 0,16 113,298 0,99102
2491,5
47
6,6722 0,074435 11,946
от2 0,16 113,298 1,04373
2598,9
03
6,9536 0,061634 9,892
др2 0,16 113,32
0,001054
7
475,38 1,4550 0,128961 20,697
от3t 0,04 75,857 3,39411
2288,1
70
6,6722 0,073494 11,795
от3 0,04 76 3,57908
2395,5
95
6,9854 0,054481 9,273
др3 0,04 75,03
0,001026
5
317,65 1,0261 0,183442 29,97
Таблица 1.22 – Характеристики паротурбинной установки
Величина Размерность
Паротурбинная установка
с
регенерацией
без
регенерации
Расход пара в голову турбины, D
1
кг/с 160,49 143,83
Расход циркуляционной воды, G
цв
кг/с 6361,54 6869,91
25
Кратность циркуляции, m - 48,74 47,764
Годовой расход натурального топлива, B т/год 525390 5475560
Годовой расход условного топлива, B
у
т у.т./год 537500 560048
Термический КПД цикла, η
t
% 48,86 45,0
Абсолютный внутренний КПД цикла, η
i
% 43,0 41,2
Эффективный КПД установки, η
е
% 40,85 39,14
Электрический КПД-нетто установки,
η
э
нт
% 39,63 37,97
Задание №2
Газотурбинная установка (ГТУ) работает по циклу Брайтона с подводом
теплоты при постоянном давлении без регенерации (рис.2.1). Атмосферный воздух
с давлением p
1
и температурой t
1
сжимается в компрессоре (К) и подается в камеру
сгорания (КС), в которую поступает соответствующее количество топлива.
Образовавшиеся продукты сгорания заданной температуры t
3
направляются из КС
в газовую турбину (ГТ). Расширяясь в турбине, продукты сгорания понижают свою
температуру и выбрасываются в окружающую среду.
Рабочее тело ГТУ считать идеальным газом с термодинамическими свойствами
воздуха.
26
Задание:
1.Определить параметры в характерных точках: коэффициент ψ, учитывающий
уменьшение подводимой теплоты по сравнению с теоретическим циклом;
удельную работу сжатия теоретического цикла φ
сж
; удельную работу
действительного цикла l
ц
; термический η
t
и абсолютный внутренний η
i
КПД цикла
для различных величин степени повышения давления σ.
2.Построить графические зависимости ψ=f(σ), φ
сж
=f(σ), l
ц
=f(σ), η
t
=f(σ), η
i
=f(σ).
3.Из полученных графиков оценить оптимальные степени повышения давления
из условия максимального внутреннего КПД и максимальной удельной работы
цикла.
4.Построить термодинамический цикл газотурбинной установки в p-v и T-s -
координатах.
27
Решение задания №2
Таблица 2.1. Исходные данные для расчета
№
варианта
p
1
,
МПа
t
1
,
0
С
t
3
,
0
С
η
гт
,
-
η
к
,
-
3 0,10 30 1500 0,93 0,83
1. Определение параметров в характерных точках
Точка 1: по заданным давлению p
1
и температуре t
1
находим удельный
объем, энтальпию и энтропию:
p
1
=0,10 МПа; t
1
=30
0
C;
1
1
1
p
TR
)/(м 87004,0
100
15,303287,0
3
1
кг
;
11
tch
p
(кДж/кг) 135,30300045,1
1
h
;
0
0
1
0
1
1
lnln s
p
p
R
T
T
cs
p
К))(кДж/(кг 10468,0
100
100
ln287,0
15,273
15,303
ln0045,1
1
s
.
Таблица 2.2 Параметры в точке 1
Точка 2t: степени повышения давления σ = 6,2 и энтропии s
2t
=s
1
находим
давление, удельный объем и энтальпию:
28
p
1
,
МПа
t
1,
0
C
ν
1,
м
3
/кг
h
1,
кДж/кг
s
1,
кДж/
(кг∙К)
0,1 30 0,87004 30,135 0,10468
s
2t
= 0,10468 кДж/(кг∙К)
12
pp
t
(МПа) 62,01,02,6
2
t
p
;
15,273
12
Tt
m
t
kkm /)1(
2857,04.1/)14.1( m
)( 41,23715,27315,3032,6
02857,0
2
Ct
t
;
t
t
t
p
TR
2
2
2
)/9(м23634,0
620
56,510287,0
3
2
кг
t
;
tpt
tch
22
(кДж/кг) 478,23841,2370045,1
2
t
h
.
Таблица 2.3 Параметры в точке 2t
p
2t
,
МПа
t
2t,
0
C
ν
2t ,
м
3
/кг
h
2t ,
кДж/кг
s
2t ,
кДж/
(кг∙К)
0,62 237,41
0,2363
4
238,47
8
0,1046
8
Точка 2: по давлению p
2
=p
2t
и внутреннему относительному КПД η
к
процесса сжатия находим температуру, энтропию, удельный объем и
энтальпию:
p
2
=0,62 МПа;
к
t
tt
tt
12
12
)(892,279
83,0
3041,237
30
0
2
Сt
;
22
tch
p
Дж/кг)(1515,281892,2790045,1
2
кh
;
29
2
2
2
p
TR
)/(м25600,0
620
042,553287,0
3
2
кг
t
t
p
s
T
T
cs
2
2
2
2
ln
К))(кДж/(кг 18497,010468,0
56,510
042,553
ln0045,1
2
s
.
Таблица 2.4 Параметры в точке 2
Точка 3: по давлению p
3
=p
2
и температуре t
3
находим энтропию,
удельный объем, и энтальпию:
p
3
=0,62 МПа; t
3
=1500
0
C;
t
t
p
s
T
T
cs
2
2
3
3
ln
К))(кДж/(кг 35529,110468,0
56,510
15,1773
ln0045,1
3
s
;
3
3
3
p
TR
)/(м 82080,0
620
15,1773287,0
3
3
кг
;
33
tch
p
Дж/кг)( 75,150615000045,1
3
кh
.
Таблица 2.5 Параметры в точке 3
30
p
2
,
МПа
t
2,
0
C
ν
2 ,
м
3
/кг
h
2 ,
кДж/кг
s
2 ,
кДж/
(кг∙К)
0,62 279,892 0,25600
281,151
5
0,18497
p
3
,
МПа
t
3,
0
C
ν
3,
м
3
/кг
h
3,
кДж/кг
s
3,
кДж/
(кг∙К)
0,62 1500 0,82080 1506,75 1,35529