Задание:

Паросиловая установка работает по циклу Ренкина (рис. 1а). Выполнить расчет термодинамического цикла паросиловой установки с помощъю таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара и диаграммы “h-s” для водяного пара.

ОПРЕДЕЛИТЬ:

1. Параметры и функции состояния в характерных точках цикла: P, v, T, t, x, u, h, s.

2. Удельную работу цикла ℓц, термический коэффициент полезного действия .

3. Удельные расходы пара d .

4. Расходы пара D и теплоты Q при заданной мощности паросиловой установки N.

Результаты расчетов занести в таблицы (Приложение. Табл. 7 и 8).

Изобразить цикл в координатах “Р-v”, “Т-s” и “h-s”. Начертить схему установки.

Рис. 1. Циклы Ренкина паросиловых установок

Как изменится термический КПД цикла Ренкина t , если ввести промежуточное адиабатное расширение (рис. 1б) до давления , а затем вторичный перегрев при постоянном давлении до температуры

а б

Дано:

P1 ,МПа	t, ^0С	P2, МПа	N, МВт	,МПа	, ^0С
4	350	0,020	4	1,2	340

Решение:

1. Решим задачу для цикла Ренкина без вторичного перегрева:

1.1 В точке 1 имеем перегретый пар, для него из «h-s» диаграммы находим:

1.2 Так как процесс расширения пара в турбине адиабатный, поэтому для определения параметров во второй точке нуж­но из точки 1 провести изоэнтропу (s₁=s₂) до пересечения с изобарой Р₂=0,020 МПа. В точке пересечения определяем необходимые параметры: h₂, s.₂, v₂, x₂. Для определения t₂ следует по изобаре Р₂=0,020 МПа подняться до линии сухого насыщенного пара (х=1) и найти, какая изотерма выйдет из этой точки.

1.3 Температуру в точке 2 можно определить также по таблицам для водяного пара при давлении насыщения Р₂=0,020МПа.

Определение параметров пара и воды в точках 3, 4 цикла ведется по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара на линии насыщения.

Отработанный пар с параметрами точки 2 полностью конденсируется, поэтому в точке 3 у нас будет конденсат (вода) с температурой t₃=t₂. В точке 3 все параметры определяются для кипящей воды.

Затем вода подается в насос, где давление повышается до первоначального P₄=P₃, температура практически не меняется t₄=t₃. Остальные параметры находим по таблице 3 табл.3 ([2], стр. 88)

4. Процесс 3-4 изохорный, изотермический и адиабатный

Из первого начала термодинамики найдем h₄:

4. Процесс 4-5 изобарный:

4. Процесс 5-6 изобарный и изотермический:

4. Определим работу цикла и КПД паросиловой установки:

4. Определим удельный расход пара:

4. Найдём расход пара (D) и теплоты (Q) при заданной мощности:

Таблица результатов:

Значения параметров и функций состояния

№ точки	Р, МПа	ѵ, м^3/кг	Т, К	t, ^0С	u, кДж/кг	h, кДж/кг	s, кДж/(кг·К)
1	4	0,06647	623,15	350	2827,438	3093,318	6,58426
2	0,020	6,21826	333,2086	60,0586	2043,757	2168,122	6,58426
3	0,020	0,00102	333,2086	60,0586	251,4796	251,5	0,8324
4	4	0,00102	333,2086	60,0586	251,4796	255,5596	0,8324
5	4	0,00125	523,5075	250,3575	1082,426	1087,426	2,79665
6	4	0,04978	523,5075	250,3575	2601,777	2800,897	6,06971