VIII.2. Определение механической мощности цикла.

Энергетический баланс:

Зависимость энтальпии топочных газов от температуры в расчете на 1 кмтоплива (без учета диссоциации продуктов сгорания):

(см. IV.2)

Разность энтальпий топочных газов в расчете на 1 км топлива:

Расход топлива: (см.V.1)

Тепловая мощность парогенератора

В реальном цикле

Расход воды:

Механическая мощность паросилового цикла (паротурбинной установки):

VIII.3. Определение термического КПД цикла.

КПД обратимого и необратимого циклов составят соответственно:

, что очевидно.

VIII.4. Определение эксергетического КПД цикла.

Эксергетический КПД цикла определяется соотношением

VIII.5. Графическое представление паросилового цикла.

pv - диаграмма

p K

4 5 6 1

x=1

2’ 2s 2

x=0

v

Ts - диаграмма

T K 1

4s 4

x=0

x=1

2’ 2s 2

s

hs (is) - диаграмма

h 1

2s 2 x=1

К

4

4s

2’

x=0

s

IX. Расчет струйного компрессора (эжектора).

5

1

2 4

H₂O CH₄ + H₂O

x

3 3 4

1 2

5

CH₄

Исходные данные:

P₁=59 бар ; t₁=444˚C

P₃=8 бар ; t₃=25˚C

Энтропийные КПД сопла и диффузора:

Допущения:

1. w₁=w₃=w₅=0.

2. P₂=P₃=P₄.

3. f₂=f₄.

4. Все газы – совершенные,

5. k=1,3.

1-2s – изоэнтропный процесс течения в сопле Лаваля.

Энергетический баланс процесса смешения

Баланс импульсов.

Энергетический баланс процесса течения в диффузоре

4-5s – Изоэнтропный процесс течения в диффузоре.

Эксергетический анализ:

Т.к. в эжекторе не происходит химических превращений, то не учитываются.

X. Выводы.

В данной работе рассмотрена упрощенная схема процесса конверсии метана. Рассчитаны основные составляющие этой схемы. Учтены технологические особенности данного процесса. Определены КПД, характеризующие процессы, протекающие в данной системе. Полученные результаты удовлетворяют физическим представлениям.

В данной ЭХТС производится утилизация тепла топочных газов; эта ЭХТС не требует энергозатрат, т.к. механическая мощность паротурбинной установки достаточно велика для удовлетворения потребностей данной ЭХТС в механической работе (турбокомпрессор, питательный насос) и в электроэнергии (насос, подающий холодную воду в водооборотном цикле); возможно также получение некоторого дополнительного количества электроэнергии, которую можно использовать в различных целях.

XI. Список литературы.

1. Смирнов В.А., Шибаева Л.Ф., Миносьянц С.В. Термодинамические расчеты основных процессов в энерго-химико-технологических системах. Учебное пособие. – М.: МХТИ им. Д.И. Менделеева, 1988. – 68 с.

2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов / Под ред. чл.-корр. АН СССР П.Г. Романкова. – 10-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1987. – 576 с., ил.