- •1.Введение
- •1.1. Общие методические указания
- •1.2. Список литературы.
- •1.2.1. Основная
- •1.2.2. Дополнительная
- •2. Программа курса
- •2.1.5. Влажный воздух
- •2.1.6. Термодинамика потока
- •2.1.7. Термодинамический анализ процессов в компрессорах
- •3.3. Конвективный теплообмен
- •3.4. Лучистый теплообмен
- •3.5. Теплопередача, расчет теплообменных аппаратов
- •4.Теплоэнергетические установки
- •4.1. Топливо, основы теории горения
- •4.2. Котельные установки
- •4.3. Паровые и газовые турбины
- •4.4.Двигатели внутреннего сгорания
- •4.5.Тепловые электростанции
- •4.6. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха
- •4.7.Теплоснабжение
- •5. Контрольные задания
- •5.1. Общие методические указания
- •6. Контрольная работа №I
- •7. Контрольная работа №2
5. Контрольные задания
5.1. Общие методические указания
Согласно учебному плану студент-заочник выполняет две контрольные работы, каждая из которых состоит их четырех задач по различным разделам курса.
Контрольные задачи составлены по стовариантной системе, в которой исходные данные к каждой задаче выбираются из таблиц по последней и предпоследней цифрам шифра студента-заочника. Работы, выполненные по чужому варианту, не рецензируются.
При решении контрольных задач необходимо придерживаться следующих правил:
а) выписывать условие задачи и исходные данные;
б) решение сопровождать краткими пояснениями;
в) вычисления выполнять в международной системе единиц СИ;
г) в конце работы привести список использованной литературы и поставить свою подпись;
д) для письменных замечаний рецензента на каждой странице оставить чистые поля и одну–две страницы в конце работы;
е) на обложке тетради указать номер контрольной работы, название предмета, фамилию, имя, отчество, свой шифр и номер специальности.
6. Контрольная работа №I
Задача 6.1. Воздух, имеющий начальное давление P1=0,1МПа и температуру t1=20C, сжимается в одноступенчатом поршневом компрессоре до давления Р2. Сжатие может быть изотермическим, адиабатным и политропным с показателем политропы n. Определить для каждого процесса сжатия все начальные и конечные параметры воздуха, считая его идеальным газом; отведенную от воздуха теплоту Q, кВт и теоретическую мощность привода компрессора N, кВт, если производительность компрессора G, кг/с. Дать сводную таблицу и изображение процессов сжатия в pv- и Ts-диаграммах. Исходные данные выбрать из табл. 6.1.
Таблица 6.1.
Исходные данные к задаче 6.1.
Последняя цифра шифра |
n |
Предпоследняя цифра шифра |
P2, МПа |
G, кг/с |
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
1,10 1,12 1,14 1,16 1,18 1,20 1,22 1,24 1,26 1,28 |
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 |
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 |
РЕШЕНИЕ (вариант 99). Для воздуха, как для идеального газа, принять: изохорную массовую теплоемкость Cv=0,72кДж/кгК, газовую постоянную R=287Дж/кгК, показатель адиабаты К=1,41. тогда начальный удельный объем воздуха по уравнению Клапейрона:
.
Конечные температуры воздуха при изотермическом, адиабатном и политропном сжатиях соответственно:
Конечные удельные объемы воздуха по уравнению Клапейрона:
Теплота, отведенная от воздуха, по уравнению теплового баланса:
(процесс без теплообмена)
Рис.
6.2. TS-диаграмма
процессов сжатия.
Рис. 6.1. Pv-диаграмма
процессов сжатия.
где знак (–) означает, что тепло отводится от сжимаемого воздуха.
Теоретические мощности привода компрессора:
что подтверждает вывод о том, что мощность привода изотермического компрессора минимальна, а адиабатного – максимальна.
Таблица 6.2
Сводная таблица рассчитанных величин
Величина |
Изотермическое сжатие |
Адиабатное сжатие |
Политропное сжатие |
T2, К V2, м3/кг Q, кВт N, кВт |
293 0,0495 -238 238 |
668 0,1128 0 370 |
545 0,092 -18,4 330 |
Задача 6.2. Рассчитать теоретический цикл двигателя внутреннего сгорания (ДВС), считая, что рабочим тело является воздух с начальными параметрами P1 =0,1МПа, t1=20С. Определить основные параметры рабочего тела P, V, T во всех точках цикла, изменение внутренней энергии U, энтальпии h, энтропии S для всех процессов и для цикла; теплоту и работу для процессов и для цикла, а также термический КПД цикла. Дать сводную таблицу и изобразить цикл в PV- и TS-диаграммах. Исходные данные брать из табл. 6.3.
Таблица 6.3
Исходные данные к задаче 6.2
Последняя цифра шифра |
Цикл |
Степень сжатия, |
Предпо-следняя цифра шифра |
Степень повыше-ния давления, |
Степень предвари-тельного расши-рения, |
0 1 2
3 4 5
6 7 8 9 |
Отто *)
Дизеля **)
Тринклера-Сабатэ
|
8 9 10
16 17 18
12 13 14 15 |
0 1 2
3 4 5
6 7 8 9
|
2,4 2,3 2,2
2,1 2,0 1,9
1,8 1,7 1,6 1,5 |
2,1 2,0 1,9
1,8 1,7 1,6
1,5 1,4 1,3 1,2 |
Примечание: независимо от исходных данных принимать *) =1 для циклов с изохорным подводом теплоты (цикл Отто) и **) =1 для циклов с изобарным подводом теплоты (цикл Дизеля).
РЕШЕНИЕ (вариант 99). Для воздуха, как для идеального газа, принять: теплоемкости Cp=1,01кДж/(кгК) и Cv=0,72 кДж/(кгК); газовую постоянную R=287 Дж/(кгК), показатель адиабаты K=1,41. Для варианта 99 задан цикл ДВС со смешанным подводом теплоты (цикл Тринклера-Сабатэ).
Начальный удельный объем рабочего тела по уравнению Клапейрона:
.
По степени сжатия =v1/v2 находим удельный объем рабочего тела в точке 2
.
Процесс 1-2 – это адиабатное сжатие рабочего тела, а уравнение адиабатного процесса
,
Откуда находится давление в точке 2:
.
Температура в точке 2 находится по уравнению Клапейрона:
.
Для изохорного процесса подвода тепла к рабочему телу 2-3 характеристикой является степень повышения давления =P3/P2, откуда находится давление в точке 3:
.
С учетом того, что для изохорного процесса v3= v2=0,0561м3/кг, температура рабочего тела в точке 3 по уравнению Клапейрона:
.
Для изобарного процесса подвода тепла к рабочему телу 3-4 характеристикой является степень предварительного расширения = V4/V3, откуда находится удельный объем рабочего тела в точке 4:
.
Для изобарного процесса P4=P3=6.82МПа, тогда температура рабочего тела в точке 4 по уравнению Клапейрона:
С учетом того, что процесс 5-I – это изохорный отвод тепла от рабочего тела, . Тогда для адиабатного процесса расширения рабочего тела 4-5:, откуда находится давление в точке 5:
МПа.
Температура рабочего тела в точке 5 по уравнению Клапейрона:
.
Параметры всех точек цикла сводим в табл. 6.4.
Таблица 6.4
Рассчитанные параметры точек цикла
Параметры |
Точки | ||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 | |
Давление Р, МПа |
0,1 |
4,55 |
6,82 |
6,82 |
0,1938 |
Удельный объем , м3/кг |
0,841 |
0,0561 |
0,0561 |
0,0673 |
0,841 |
Температура Т, К |
293 |
889 |
1333 |
1600 |
568 |
Температура t, ºC |
20 |
616 |
1060 |
1327 |
295 |
Изменение внутренней энергии в процессах и для цикла в целом:
∆;
∆;
∆;
∆;
∆;
∆.
Суммарное изменение внутренней энергии в цикле ∆, что подтверждает правильность расчетов, так как
∆.
Изменение энтальпии в процессах и для цикла в целом:
∆;
∆;
∆;
∆;
∆;
∆, действительно: ∆.
Изменение энтропии в процессах и для цикла в целом: , так как это процесс адиабатный, то есть без теплообмена между рабочим телом и окружающей средой:
;
;
, так как это процесс адиабатный;
;
,
что также подтверждает правильность расчетов, так как
.
Работа процессов и цикла в целом
,
так как это процесс адиабатный, то есть без отвода теплоты от рабочего тела, поэтому внутренняя энергия рабочего тела возрастает за счет теплоты сжатия, а знак “-” означает затрату работы на сжатие газа.
, так как в изохорном процессе нет измерения объема газа, следовательно, работа против внешних сил не совершается.
;
; .
.
Теплота процессов и цикла в целом; , так как это процесс адиабатный, то есть без теплообмена;
;
;
, так как это адиабатный процесс;
,
что подтверждает правильность расчетов, так как для циклов , следовательно, поI закону термодинамики .
Термический КПД цикла представляет собой отношение работы цикла к подведенной к рабочему телу теплоте:
.
Проверка:
Погрешность расчета:
Рис.
6.4. TS-диаграмма
цикла Тринклера-Сабатэ.
Рис.
6.3. Pv-диаграмма
цикла Тринклера-Сабатэ.
ЗАДАЧА 6.3. Определить эффективную мощность Ne газотурбинной установки (ГТУ) без регенерации теплоты и ее эффективный КПД по заданной степени повышения давления , известным адиабатным КПД турбиныи компрессора, температуре воздуха перед компрессором, температуре газа перед турбинойи по расходу воздуха через ГТУ. Изобразить цикл ГТУ вPV- и TS- диаграммах. Показать, как зависит термический КПД ГТУ от степени повышения давления . Исходные данные выбрать из табл.6.5.
Таблица 6.5
Исходные данные к задаче 6.3
Послед-няя цифра шифра |
t1,ºC |
t3, ºC |
β |
Предпос-ледняя цифра шифра |
ηк |
ηТ |
, кг/с |
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
30 27 24 20 17 14 12 10 7 6 |
850 830 880 900 920 860 840 820 800 780 |
7,2 9,0 8,8 8,5 8,2 8,0 7,5 7,0 6,5 6,2 |
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
0,82 0,81 0,79 0,82 0,81 0,80 0,79 0,78 0,77 0,76 |
0,89 0,88 0,85 0,87 0,86 0,84 0,82 0,86 0,83 0,85 |
57 55 52 50 48 45 42 40 38 35 |
РЕШЕНИЕ (вариант 99). В расчете принимать теплоемкость воздуха и газа Ср=1,01кДж/(кгК); показатель адиабаты К=1,41; механический КПД ГТУ ηм=0,98; давление воздуха перед компрессором Р1=0,1 МПа.
Удельный объем воздуха перед компрессором по уравнению Клапейрона:
.
Температура воздуха после компрессора при адиабатном теоретическом сжатии по уравнению адиабатного процесса:
;
,
а при действительном адиабатном сжатии – из выражения внутреннего адиабатного КПД компрессора:
;
.
Давление сжатого воздуха в компрессоре
.
Удельные объемы воздуха в точках 2, 2Д, 3 по уравнению Клапейрона:
;
;
.
Температура газов после газовой турбины при адиабатном теоретическом расширении
;
,
а при действительном адиабатном расширении – из выражения внутреннего адиабатного КПД газовой турбины
;
.
Удельные объемы газа в точках 4 и 4Д по уравнению Клапейрона:
Для построения цикла ГТУ в TS – диаграмме необходимо определить изменения энтропии в процессах:
Эффективная работа ГТУ:
Эффективный КПД ГТУ:
.
Эффективная мощность ГТУ:
.
Зависимость термического КПД цикла ГТУ от степени повышения давления определялась по выражению
,
результаты расчетов по которому представлены в табл.6.6.
Таблица 6.6
Зависимость термического КПД цикла
без регенерации теплоты от степени повышения
давления
5 |
6,2 |
7 |
8 |
9 |
Рис.
6.6. TS-диаграмма
ГТУ без регенерации теплоты.
Рис.
6.5. Pv-диаграмма
ГТУ без регенерации теплоты.
0,374 |
0,412 |
0,432 |
0,454 |
0,472 |
Из табл. 6.6 следует, что термический КПД возрастает с увеличением степени повышения давления в компрессоре.
ЗАДАЧА 6.4. Определить термический КПД цикла Ренкина и эффективную мощность паротурбинной установки (ПТУ) по заданным начальному давлению Р1 и температуре перегретого пара перед турбиной t1; конечному давлению в конденсаторе Р2 , расходу пара через турбину D, внутренним относительным КПД турбины ηТ и питательного насоса ηН. Изобразить цикл Ренкина в TS – диаграмме, а процессы сжатия воды в питательном насосе и расширения пара в турбине – в hS – диаграмме. Механический КПД ПТУ принять равным ηМ=0,98. Исходные данные выбрать из табл.6.7.
Таблица 6.7
Исходные данные к задаче 6.4
Послед-няя циф-ра шифра |
Р1, МПа |
t1, ºC |
ηТ |
Предпос-ледняя цифра шифра |
Р2, кПа |
D, кг/с |
ηН |
0 |
10,0 |
500 |
0,80 |
0 |
3,0 |
50 |
0,70 |
1 |
10,5 |
510 |
0,81 |
1 |
3,5 |
100 |
0,71 |
2 |
11,0 |
520 |
0,82 |
2 |
4,0 |
150 |
0,72 |
3 |
11,5 |
530 |
0,83 |
3 |
4,5 |
200 |
0,73 |
4 |
12,0 |
540 |
0,84 |
4 |
5,0 |
50 |
0,74 |
5 |
12,5 |
550 |
0,85 |
5 |
3,0 |
100 |
0,75 |
6 |
13,0 |
560 |
0,86 |
6 |
3,5 |
150 |
0,76 |
7 |
13,5 |
570 |
0,87 |
7 |
4,0 |
200 |
0,77 |
8 |
14,0 |
580 |
0,88 |
8 |
4,5 |
50 |
0,78 |
9 |
14,5 |
590 |
0,89 |
9 |
5,0 |
100 |
0,79 |
РЕШЕНИЕ (вариант 99). Решение может быть выполнено с помощью hS – диаграммы водяного пара (приближенное) или с помощью таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара (точное).
На рис. 6.7…6.9 изображены процессы в паротурбинной установке: 1-2 – теоретическое адиабатное расширение пара в турбине; 1-2Д – действительное расширение пара; 2- – изобарно-изотермическая конденсация пара в конденсаторе; -3 – теоретическое адиабатное сжатие воды в питательном насосе; -3Д – действительное сжатие воды (в TS – диаграмме эти процессы не отражены, ввиду малого изменения параметров воды в этих процессах; они изображены в увеличенном масштабе в hS – диаграмме на рис. 6.8); 3Д-4 – изобарный нагрев воды до температуры насыщения в водяном экономайзере; 4-5 – изобарно-изотермическое парообразование в парогенераторе; 5-1 – изобарный перегрев пара в пароперегревателе.
Точка I в hS –диаграмме находится на пересечении изобары Р1 = 145 бар и изотермы t1 = 590º C, для которой находится энтальпия перегретого пара перед турбиной h1 = 3586 кДж/кг. Теоретическое расширение пара в турбине 1-2 изображается вертикальной линией S2 = S1 до пересечения с изобарой Р2 = 0,05 бар, откуда в точке 2 находится энтальпия пара после турбины h2 = 2035 кДж/кг.
Ниже приведены таблицы 6.8 и 6.9 термодинамических свойств воды и водяного пара, с помощью которых задача решается более точно. Критические параметры воды: Ркр = 221,29 бар; tкр = 374,15 º C; vкр = 0,00326 м3/кг; hкр = 2100 кДж/кг; Sкр = 4,43 кДж/(кгК).
Из табл. 6.9 свойств перегретого пара для давления Р1 = 145 бар и температуры t1 = 590º C находим методом линейной интерполяции энтальпию h1 = 3554 кДж/кг и энтропию перегретого пара перед турбиной S1 = 6,67 кДж/(кгК).
Теоретическое адиабатное расширение пара происходит при постоянной энтропии S2 = S1 = 6,67 кДж/(кгК) до давления Р2 = 0,05 бар. Из hS – диаграммы процесса на рис. 6.9 видно, что состояние пара после турбины (в точке 2) соответствует влажному насыщенному пару, для которого энтропия находится по формуле:
,
где энтропия воды на линии насыщения при давлении Р2 = 0,05 бар по табл. 6.8 = 0,4761 кДж/(кгК) и энтропия сухого насыщенного пара = 8,393 кДж/(кгК). Тогда степень сухости влажного пара после турбины (в точке 2):
Рис.
6.8. Процессы теоретического 2´-3 и
действительного 2´-3Д
сжатия воды в питательном насосе.
Рис.
6.7. Цикл Ренкина в TS-диаграмме.
Рис. 6.9. Процессы расширения пара в турбине: 1-2- - теоретический; 1-2Д – действительный.
Таблица 6.8
Таблица термодинамических свойств сухого насыщенного пара
и воды на линии насыщения
РН, бар |
tH, º C |
, м3/кг |
, м3/кг |
, кДж/кг |
, кДж/кг |
r, кДж/кг |
, кДж/(кгК) |
, кДж/(кгК) |
0,010 |
6,92 |
0,001000 |
129,9 |
29,3 |
2513 |
2484 |
0,1054 |
8,975 |
0,025 |
21,09 |
0,001002 |
54,24 |
88,5 |
2539 |
2451 |
0,3124 |
8,642 |
0,050 |
32,88 |
0,001005 |
28,19 |
137,8 |
2561 |
2423 |
0,4761 |
8,393 |
0,075 |
40,32 |
0,001008 |
19,23 |
168,8 |
2574 |
2405 |
0,5764 |
8,250 |
0,100 |
45,84 |
0,001010 |
14,68 |
191,9 |
2584 |
2392 |
0,6492 |
8,149 |
1,00 |
99,64 |
0,001043 |
1,694 |
417,4 |
2675 |
2258 |
1,3026 |
7,360 |
10,0 |
179,88 |
0,001127 |
0,1946 |
762,7 |
2778 |
2015 |
2,138 |
6,587 |
50 |
263,91 |
0,001286 |
0,0394 |
1154 |
2794 |
1640 |
2,921 |
5,973 |
90 |
303,32 |
0,001417 |
0,0205 |
1364 |
2743 |
1379 |
3,287 |
5,678 |
100 |
310,96 |
0,001452 |
0,0180 |
1408 |
2725 |
1317 |
3,360 |
5,615 |
110 |
318,04 |
0,001489 |
0,0160 |
1450 |
2705 |
1255 |
3,430 |
5,553 |
120 |
324,63 |
0,001527 |
0,0143 |
1491 |
2685 |
1194 |
3,496 |
5,492 |
130 |
330,81 |
0,001567 |
0,0128 |
1531 |
2662 |
1131 |
3,561 |
5,432 |
140 |
336,63 |
0,001611 |
0,0115 |
1571 |
2638 |
1067 |
3,623 |
5,372 |
150 |
342,11 |
0,001658 |
0,0104 |
1610 |
2611 |
1001 |
3,684 |
5,310 |
160 |
347,32 |
0,001710 |
0,0093 |
1650 |
2562 |
932 |
3,746 |
5,247 |
Таблица 6.9
Таблица термодинамических свойств перегретого пара
Р, бар |
20 |
30 |
50 | ||||||
t, º C |
, м3/кг |
h, кДж/кг |
S, кДж/(кгК) |
, м3/кг |
h, кДж/кг |
S, кДж/(кгК) |
, м3/кг |
h, кДж/кг |
S, кДж/(кгК) |
0 50 100 150 200 |
0,000999 0,001011 0,001042 0,001089 0,001156 |
2,1 210,9 420,1 632,8 852,4 |
0,0000 0,7020 1,3048 1,838 2,328 |
0,000999 0,001011 0,001042 0,001089 0,001155 |
3,1 211,8 420,9 633,4 852,6 |
0,0000 0,7018 1,3038 1,837 2,326 |
0,000998 0,001009 0,001041 0,001088 0,001153 0,001249 |
5,2 213,6 422,5 634,7 853,6 1086 |
0,0004 0,700 1,302 1,835 2,322 2,789 |
250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 |
0,1114 0,1255 0,1384 0,1511 0,1634 0,1755 0,1875 0,1995 0,2114 0,2232 |
2900 3019 3134 3246 3357 3468 3578 3690 3802 3917 |
6,539 6,757 6,949 7,122 7,282 7,429 7,569 7,701 7,827 7,947 |
0,0707 0,0812 0,0905 0,0993 0,1078 0,1161 0,1243 0,1325 0,1405 0,1484 |
2853 2988 3111 3229 3343 3456 3569 3682 3796 3911 |
6,283 6,530 6,735 6,916 7,080 7,231 7,373 7,506 7,633 7,755 | |||
0,0454 0,0519 0,0578 0,0633 0,0686 0,0737 0,0787 0,0836 0,0884 |
2920 3063 3193 3315 3433 3550 3666 3782 3899 |
6,200 6,440 6,640 6,815 6,974 7,120 7,257 7,387 7,510 |
Окончание табл.6.9
Р, бар |
80 |
100 |
150 | ||||||
t,º C |
, м3/кг |
h, кДж/кг |
S, кДж/(кгК) |
, м3/кг |
h, кДж/кг |
S, кДж/(кгК) |
, м3/кг |
h, кДж/кг |
S, кДж/(кгК) |
0 |
0,000996 |
8,2 |
0,0004 |
0,000995 |
10,2 |
0,0004 |
0,000993 |
15,2 |
0,0008 |
50 |
0,001008 |
216,2 |
0,6992 |
0,001007 |
218,0 |
0,698 |
0,001005 |
222,3 |
0,695 |
100 |
0,001040 |
424,9 |
1,3996 |
0,001038 |
426,5 |
1,298 |
0,001036 |
430,4 |
1,294 |
150 |
0,001086 |
636,6 |
1,832 |
0,001084 |
638,0 |
1,830 |
0,001081 |
641,3 |
1,824 |
200 |
0,001150 |
855,0 |
2,317 |
0,001148 |
856,0 |
2,314 |
0,001144 |
858,3 |
2,306 |
250 |
0,001244 |
1085,7 |
2,781 |
0,001240 |
1086 |
2,776 |
0,001233 |
1086 |
2,765 |
300 |
0,02429 |
2784 |
5,788 |
0,001397 |
1342 |
3,244 |
0,001377 |
1337 |
3,222 |
350 |
0,03003 |
2985 |
6,126 |
0,02247 |
2920 |
5,940 |
0,01150 |
2690 |
5,442 |
400 |
0,03438 |
3135 |
6,356 |
0,02646 |
3093 |
6,207 |
0,01568 |
2973 |
5,878 |
450 |
0,03821 |
3270 |
6,552 |
0,02979 |
3239 |
6,416 |
0001847 |
3155 |
6,139 |
500 |
0,04177 |
3397 |
6,722 |
0,03281 |
3372 |
6,596 |
0,02080 |
3308 |
6,346 |
550 |
0,04516 |
3520 |
6,876 |
0,03566 |
3499 |
6,756 |
0,02291 |
3445 |
6,521 |
600 |
0,04844 |
3640 |
7,019 |
0,03837 |
3621 |
6,901 |
0,02490 |
3576 |
6,677 |
650 |
0,05161 |
3760 |
7,152 |
0,04097 |
3744 |
7,038 |
0,02677 |
3706 |
6,822 |
700 |
0,05475 |
3881 |
7,280 |
0,04354 |
3867 |
7,167 |
0,02857 |
3835 |
6,956 |
Тогда энтальпия влажного пара после турбины
,
где = 137,8 кДж/кг – энтальпия воды на линии насыщения и = 2561 кДж/кг – энтальпия сухого насыщенного пара, взятые также из табл. 6.8 при давлении Р2 = 0,05 бар.
Необратимые потери при действительном расширении пара в турбине 1-2Д учитываются внутренним относительным КПД турбины
,
откуда, при заданном = 0,89, находим энтальпию в конце действительного расширения пара:
.
Степень сухости пара в точке 2Д:
.
Энтропия пара в точке 2Д:
.
Повышение энтальпии питательной воды в насосе:
,
где Р1 = 14,5·103 кПа – давление питательной воды после насоса; = 0,001005 м3/кг – удельный объем воды перед насосом (при Р2 = 0,05 бар); = 0,79 – внутренний относительный КПД насоса (задан).
Энтальпия воды за питательным насосом:
.
Внутренний относительный КПД насоса
,
откуда находим энтальпию питательной воды после теоретического сжатия:
.
Процессы теоретического -3 и действительного -3Д сжатия воды в питательном насосе изображены в hS – диаграмме на рис.6.8.
Термический КПД цикла Ренкина:
.
Так как работа пара в турбине
много больше работы сжатия воды в насосе.
,
то для приближенных расчетов работой сжатия воды в насосе пренебрегают (), тогда приближенно:
.
С учетом внутренних необратимых потерь в турбине и в насосе находим внутреннюю работу ПТУ:
.
Теоретическая работа ПТУ:
.
Следовательно, из-за необратимых потерь теряется работоспособность ПТУ на
.
Эффективная мощность ПТУ:
,
где = 0,98 – механический КПД ПТУ иD = 100 кг/с – расход пара через турбину – заданы.