26. Процессы парообразования, определение параметров насушенного пара, диаграмма h-s.

Возьмём один килограмм жидкости при температуре равной нулю и каком-то давлении.

При нагреве растут, и температура, и объём – точка . В точкеначинается кипение. Давление -, температура равняется температуре насыщения -. В точке- появляется сухой насыщенный пар, давление -, температура. В точкеобразуется перегретый пар, давление -, температура равняется температуре перегретого пара.

Степень сухости: , где- масса кипящей жидкости,- масса сухого пара.

Влажность: .

Насыщенный пар.

Давление насыщения: .

Температура насыщения: .

Теплота фазового перехода: , при этом теплота фазового перехода зависит от давления, то есть- уравнение фазовых переходов.

Определение параметров насыщенного пара.

Дано давления - и степень сухости.

Любую характеристику можно определить, как .

Например:

Удельный объём: .

Энтальпия: .

Энтропия:

.

Для полного испарения: .

Диаграмма для водяного пара:

- степень перегрева.

С помощью графика можно найти ,,,,, и. С помощью этих данных можно вычислить энергию по формуле:.

27. Термодинамические циклы и кпд гту.

Газотурбинной установкой принято называть такой двигатель, где в качестве рабочего тела используется неконденсирующийся газ (воздух, продукты сгорания топлива), а в качестве тягового двигателя применяется газовая турбина. В отличие от поршневых ДВС, где процессы сжатия, подвода теплоты и расширения осуществляются в одном и том же цилиндре, в газотурбинных установках эти процессы происходят в различных элементах установки, в которые последовательно попадает поток рабочего тела.

Рис. 48. Принципиальная схема газотурбинной установки

Газотурбинная установка простейшей схемы работает следующим образом: наружный воздух поступает на вход компрессора (1), где сжимается по адиабате (1–2) до давления р₂ (рис. 48, 49). После сжатия в компрессоре воздух поступает в камеру сгорания (2), куда одновременно подается жидкое или газообразное топливо и происходит процесс сгорания при (2–3). Образующиеся при сжигании топлива продукты сгорания поступают в газовую турбину (3), где расширяются по адиабате (3–4) практически до атмосферного давления р₁. Отработавшие продукты сгорания выбрасываются в атмосферу (4–1).

а б

Рис. 49. Цикл газотурбинной установки с подводом теплоты при постоянном давлении в координатах p-v (а) и T-s (б)

В газотурбинных установках подвод теплоты к рабочему телу может осуществляться при постоянном давлении (цикл Брайтона) или при постоянном объеме (цикл Гемфри). Коэффициент полезного действия термодинамического цикла ГТУ с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Брайтона) определяется соотношением

(1)

Для газотурбинных установок вводят параметр, характеризующий степень повышения давления рабочего тела в компрессоре С = р₂/р₁. Выразим отношение температур в выражении (1) через соотношение давлений сжатия для компрессора С, используя уравнения адиабаты для идеального газа, в виде следующей системы уравнений:

; . (2)

Поскольку р₃ = р₂, а р₄ = р₁, то T₄/T₁ =T₃/T₂. С учетом этого равенства и системы уравнений (2), выражение для определения термического КПД цикла Брайтона примет вид

. (3)

Из соотношения (3) следует, что КПД цикла Брайтона повышается с увеличением значения степени повышения давления рабочего тела в компрессоре С.

ГТУ, работающие по циклу Гемфри (1-2-3-4). . ГТУ такого типа имеют больший коэффициент полезного действия, чем ГТУ, работающие по циклу Брайтона.