Расчет термического КПД и других параметров цикла

 

Рассчитываем теперь основные характеристики цикла. Термический КПД цикла по формуле (30):

Удельный расход пара по формуле(31):

Удельный расход теплоты по формуле(32):

 

 

Результаты расчетов сводим в итоговую таблицу 1

 

Таблица 1

Итоговая таблица расчетов

Точка	р, МПа	t, 0С	ν, м3/кг	h, кДж/кг	s, кДж/(кг·К)	х
1	3,494	273,0	0,0636	2900,2	6,321
2	0,027	66,9	4,5157	2117,6	6,321	0,78
3	0,027	66,9	0,0010	280,0	0,917
4	3,494	242,2	0,0010	280,0	0,917
5	3,494	242,2	0,0012	1049,3	2,724
6	3,494	242,2	0,0572	2802,5	6,126

 

Результаты варьирования и их анализ

Таблица 2

Результаты расчета основных параметров цикла

Значение варьируемого параметра t1, С	Процент изменения параметра	d, кг/кВт ч	q, кДж/кВт·ч	ηt
218,4	-20	5,079	12353	0,291
245,7	-10	4,807	12183	0,295
273,0	0	4,600	12053	0,299
300,3	+10	4,425	11930	0,302
327,6	+20	4,267	11804	0,305

Ниже на рис. 4П – 6П полученные результаты отражены графически в виде соответствующих зависимостей.

 

Рис. 4П. Зависимость q = f(t₁)

 

 

	Рис. 6П. Зависимость ηt=f(t1)

 

Из рисунков видно, что с увеличением температуры t₁ эффективность цикла увеличивается практически по линейному закону. При этом удельные расходы пара и теплоты уменьшаются примерно на 12 %, а термический коэффициент полезного действия примерно на столько же увеличивается.

Задача №3

Определить потерю теплоты через 1м² кирпичной обмуровки котла толщиной и температуры стенки и , если температура газов °C температура воздуха °C коэффициент теплоотдачи со стороны газов , коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха и коэффициент теплопроводности обмуровки

Дано: , , ;

        ; ;

Найти:

Решение:

1). Согласно уравнению (40) коэффициент теплопередачи равен:

;

Подставляя это значение в формулу (41), определим плотность теплового потока:

                                          ;

                                         

Для определения температур стенок и  составим уравнения для плотности теплового потока (в данном примере – 3 уравнения). Так как тепловой поток один и тот же во всех 3-х процессах, то получим следующие выражения:

1. плотность теплового потока от горячего газа к стенке по формуле Ньютона – Рихмана:

 

2. плотность теплового потока, обусловленная теплопроводностью через твердую стенку:

3. плотность теплового потока от второй поверхности стенки к воздуху:

                                                  

 

Отсюда необходимые значения температур, по формулам (42), равны:

 

 

 

                                            

2). Построение температурного графика позволит убедиться в правильности нашего решения, т.е. значения температур стенки и можно определить графическим способом. Всё построение подробно описано на стр.22 в настоящих МУ.

 

 

	Рис. 7П. Графический способ определения промежуточных температур и

 

 

3). Построение температурного графика в – координатах. Построение графика аналогично вышеизложенному, но по оси абсцисс откладываются в масштабе толщины слоев .

 

	Рис. 8П. Теплопередача через кирпичную обмуровку котла

Задача №4

Паропровод диаметром 200/216 мм покрыт слоем совелитовой изоляции толщиной 110 мм, коэффициент теплопроводности которой .

Температура пара и окружающего воздуха . Коэффициент теплопроводности стенки ;  и . Необходимо определить линейный коэффициент теплопередачи, линейную плотность теплового потока и температуру на поверхности соприкосновения паропровода с изоляцией.

Дано: ,

    

    

Найти: .

Решение: Согласно условию задачи: и

Линейный коэффициент теплопередачи определим по формуле (48):

 

На основании формулы (47) найдем линейную плотность теплового потока

/

Температуру поверхности соприкосновения паропровода с изоляцией найдем по формулам (46) и (49):

1).от пара к внутренней поверхности паропровода:

2).от внутренней к наружной поверхности паропровода (обусловленная теплопроводностью):

 

Отсюда

.