Определение параметров P, V, T для основных точек цикла

Расчет начинается с нахождения термических Р, V, T параметров в характерных точках цикла (a, b, c, d). Если в точке известно два из трех параметров, то третий находится из уравнения состояния идеального газа (уравнение Клапейрона – Менделеева).

Так как в качестве рабочего тела используется смесь идеальных газов, то необходимо сначала найти газовую постоянную смеси газов.

ab – изохорный процесс;

bc – изобарный процесс;

cd – изохорный процесс;

da – изобарный процесс.

a-b: P_a=35*10⁵Па; Т_а =573 К;

b-c: P_b=25*10⁵Па; V_b=0,057м³/кг;

c-d: P_c = 25*10⁵ Па; T_c=313 K;

d-a: P_d=35*10⁵Па; Т_d=483 K; V_d=0,044м³/кг.

Занесем полученные данные в таблицу .

Точки/параметры	P, бар	V,	T, К	t,
a		0,57
b		0,57
c		0,044
d		0,044

 

2.2 Определение значений средних теплоемкостей С_рт и С_vт для каждого процесса

Процесс ab: t_a=300°С , t_b=409°C

Процесс bc: t_b=409°C, t_c=40°C

Процесс cd: t_c=40°C, t_d=210°C

Процесс da: t_d=210°C , t_a=300°C

2.3 Определение изменения внутренней энергии (∆U), энтальпии (∆h), энтропии (∆S) в каждом процессе

2.4 Определение теплоты (q) и работы (l) в каждом процессе

Определим теплоту (q) и работу (l) в каждом процессе:

Процесс ab:

q_ab=91,88 , l_ab=0

Процесс bc:

,

Процесс cd:

q_cd=133,45 , l_cd=0

Процесс da:

Определение суммарной работы за цикл

 

2.6 Определение подведенной и отведенной теплоты в цикле

Определим подведенную (в процессе расширения рабочего тела) теплоту q₁ и отведенную (в процессе сжатия) теплоту q₂:

q₁ = 91,88

q₂ = -406,2

q₃=133,45

q₄=99,55

q_полн = q₁ - q₂ - q₃- q₄=91,88-(-406,2)-133,45-99,55=265,08

Занесем все полученные данные в таблицу.

Процес-сы	n	,	,	∆U, кДж/кг	∆h, кДж/кг	∆S, кДж/кг*К	q, кДж/кг	l, кДж/кг
1-2	1,2	1,133	0,843	91,88	123,9	0,192	91,88
2-3	1,2	1,1007	0,8107	-299,15	-406,2	-0,812	-406,2	-13,15
3-4	1,2	1,075	0,785	133,45	182,75	0,385	133,45
4-1	1,2	1,1072	0,817	74,82	99,55	0,235	99,55	18,41
	-	4,42	3,256				265,08	5,26

 

 

Определение термического КПД газового цикла

Построение в TS-диаграмме газового цикла

 

Термодинамический расчет парового цикла

3.1 Определение параметров для основных точек цикла

Определяем с помощью hS - диаграммы и таблиц воды и водяного пара термические р, V, Т и калорические h, U, S параметры в характерных точках цикла и заносим их в таблицу 7.

Процессы 6-1 и 4-5 изобарные P=const

Процессы 2-3 и 5-6 изобарно-изотермическиеP= cons, T=const

Процессы 1-2 и 3-4 адиабатные S=const

Таблица 7. Результаты расчетов парового цикла

Точки/ параметры	Р, бар	V, м3 /кг	t, °С	h, кДж/кг	S, кДж/кг*К	U, кДж/кг	X
		0,0872		3302,2	6,9447	2988,3
	5,64	0,0011		640,9	6,9447	640,3	0,99
	5,64	0,00112		742,7	2,0944	741,8
		0,0688		3014,8	2,0944	2767,1
		0,00123		1057,6	3,7403	1053,12
		0,05544		2802,5	5,1131	2602,9

 

Определение кратности m, удельной работы

Определяем кратность газа m из уравнения теплового баланса для газоводяного подогревателя 4, в котором процесс 4-5 нагрева питательной воды до состояния кипения осуществляется за счет теплоты отработавших газов газового цикла (процесс b-с):

 

Удельная полезная работа пароводяного цикла определяется по формуле:

Теоретическое удельное количество теплоты, полученное рабочим телом, находится по формуле:

Термический к.п.д. парогазового цикла определяется по формуле:

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Парогазовые установки являются наиболее эффективными, за счет совместного использования как цикла ГТУ, так и цикла ПТУ, что позволяет достигнуть наибольшего КПД. Они применяются в различных областях, в частности на транспортных установках. Наиболее эффективным топливом для таких установок является природный газ, использование которого позволяет повышать эффективность ГТУ.

В первой части данной курсовой работы по исходным данным были найдены все параметры в характерных точках цикла, а затем по этим параметрам были определены теплота и работа цикла, а также КПД. По расчётным данным были построены графические зависимости.

Во второй части курсовой работы был проведен расчёт паросиловой установки. Все полученные при расчетах данные приведены в таблицах 3 и 4.

В ходе работы были углублены знания по дисциплине «Техническая термодинамика», в частности по теории тепловых двигателей и расчету термодинамических процессов в газовых смесях, а так же в пароводяных циклах. Приобретены навыки работы со справочной и учебной литературой, а так же с таблицами различных теплоёмкостей различных газов, свойств воды и водяного пара, а также h-Sдиаграммы водяного пара.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. – М.: МЭИ, 2003 г.

2. Архаров А.М., Архаров И.А. Теплотехника. Учебник. – М.: МГТУ им. Баумана, 2004 г. – 712 с.

3. Ерофеев В.Л., Семенов П.Д., Пряхин А.С. Теплотехника. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. – 320 с.

4. Меркулов М.В., Косьянов В.А. Теплотехника и теплоснабжение геологоразведочных работ: учебное пособие. – Волгоград: Издательский Дом «Ин-Фолио», 2009. – 272 с.

5. Поршаков Б.П., Козаченко А.Н. Основы термодинамики и теплопередачи: Учеб.-метод.пособие. – М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2002. – 132 с.

6. Цуранов О.А., Крысин А.Г. Холодильная техника и технология. – С.-П., 2004 г. – 448 с.