Задача 2 вар 16
.docxЗадача 3.
Водяной пар с начальным давлением Р1 = 10МПа и степенью сухости Х1 = 0,95 поступает в пароперегреватель, где его температура повышается на ∆t=2600С , после пароперегревателя пар адиабатно расширяется в турбине до давления Р2 = 4 кПа. Определить (по h-s – диаграмме) количество теплоты (на 1 кг пара), подведённое в пароперегревателе, работу цикла Ренкина и степень сухости пара Х2 в конце расширения. Определить также термический КПД цикла и удельный расход пара. Определить работу цикла и конечную степень сухости, если после пароперегревателя пар дросселируется до давления Р1* =2 МПа. Изобразить схему паротурбинной установки и цикл Ренкина в p–V- и T–s- диаграммах.
Решение:
Задачу решаем при помощи hS- диаграммы.
Начальное состояние – точка 0 – на пересечении изобары Р1 = 10 МПа и линии постоянной сухости Х1 = 0,95. В этой точке энтальпия h0 = 2660 кДж/кг, температура t0 = 3100С. Состояние пара после пароперегревателя – точка 1 – на пересечении линии изобары Р1 = 3 МПа и изотермы t = t0 + ∆t = 310+260 = 5700С. В этой точке энтальпия h1 =3550 кДж/кг.
P1
h
t1
h1
1
0
t0
h0
h2
P2
X2
X=1
2
S
S
Конечное состояние пара – точка 2 – на пересечении изобары Р2 = 4кПа и линии постоянной энтропии. В этой точке энтальпия h2 =2060 кДж/кг, степень сухости Х2 = 0,78 . По таблицам для насыщенного водяного пара определяем при Р2 = 4 кПа h21 =121,42 кДж/кг[1].
Количество теплоты, подведённое к пару в пароперегревателе:
q = h1 – h0 = 3550 – 2660 = 890 кДж/кг.
Работа цикла Ренкина:
l0 = h1 – h2 = 3550 – 2060 = 1490 кДж/кг.
Удельный расход пара:
d0 = 3600/( h1 – h2) = 3600/(3550 – 2060) = 2,43кг/(кВт*ч).
Термический КПД цикла
ηt = (h1 – h2)/(h1 – h21 ) = (3550 – 2660)/(3550 – 121,42) = 0,435.
Пар после пароперегревателя дросселируется до давления Р1* = 2МПа.
P1
Р3
h
t1
h1
1
2а
0
t0
Р2
h0
h2
h2
X2
X=1
2
S
Промежуточное состояние пара – точка 2а – на пересечении линии постоянной энтальпии h1 =3550 кДж/кг и изобары Р1* = 2 МПа. Конечное состояние пара – точка 2 – на пересечении изобары Р2 = 4 кПа и линии постоянной энтропии. В этой точке энтальпия h2 =2270 кДж/кг, степень сухости Х2 = 0,884 . По таблицам для насыщенного водяного пара определяем при Р2 = 4 кПа h21 =121,42 кДж/кг[1].
Количество теплоты, подведённое к пару в пароперегревателе:
q = h1 – h0 = 3550 – 2660 = 890 кДж/кг.
Работа цикла Ренкина:
l0 = h2а – h2 = 3550 – 2270 = 1280кДж/кг.
Удельный расход пара:
d0 = 3600/( h1 – h2) = 3600/(3550 – 2270) = 2,81кг/(кВт*ч).
Термический КПД цикла
ηt = (h2а – h2)/(h1 – h21 ) = (3550 – 2270)/(3550 – 121,42) = 0,373.
Схема паротурбинной установки
ПК — паровой котел; Т — паровая турбина; ЭГ- электрогенератор;
К — конденсатор; Н — насос
Цикл Ренкина в p–V- и T–s- диаграммах.
Литература.
-
Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике. – М.:Машиностроение,1973. – 344 с.