- •Государственное образовательное учреждение высшего
- •Научный редактор
- •Введение
- •1. Термодинамический анализ процессов в теплоэнергетических установках
- •1.1. Обобщенная схема теплоэнергетической установки
- •1.1.1. Работа измерения давления в потоке при расширении
- •1.1.2. Работа изменения давления в потоке при расширении в адиабатных процессах
- •1.1.3. Изображение работы изменения давления в потоке
- •Произвольных процессов расширения
- •1.1.4. Работы изменения давления в потоке при сжатии
- •1.1.5. Работа изменения давления в потоке для адиабатных процессов сжатия
- •1.1.6. Изображение работы изменения давления в потоке
- •Произвольных процессов сжатия
- •Вопросы для самоподготовки к главе 1
- •2. Эксергия в потоке
- •Вопросы для самоподготовки к главе 2
- •3. Первый закон термодинамики для потока
- •3.1. Основные понятия и характеристики потока
- •3.2. Уравнение первого закона термодинамики для потока
- •Анализ первого закона термодинамики для потока
- •Вопросы для самоподготовки к главе 3
- •4. Истечение газа и пара через сопло
- •4.1. Расчет соплового канала
- •Особенности расчета соплового канала при истечении реальных газов и паров
- •4.2. Адиабатное истечение через сопло с потерями
- •4.3. Торможение. Параметры заторможенного потока
- •Методика расчета соплового канала при истечении через него веществ с начальной скоростью больше нуля
- •Вопросы для самоподготовки к главе 4
- •5. Дросселирование газов, паров и жидкостей
- •5.1. Анализ процесса дросселирования
- •5.2. Эффект Джоуля – Томсона
- •Вопросы для самоподготовки к главе 5
- •6. Смешение газов и паров
- •6.1. Смешение в объёме
- •6.2. Смешение в потоке
- •6.3. Смешение при заполнении объёма
- •Вопросы для самоподготовки к главе 6
- •7. Циклы паротурбинных установок
- •7.1. Анализ возможности практической реализации цикла Карно в области влажного насыщенного водяного пара
- •7.2. Цикл пту на перегретом паре и сжатии рабочего тела в области жидкости
- •7.3. Методика расчета цикла простой пту Расчет обратимого цикла пту
- •Определение теплоты, подведенной в цикле пту
- •Определение теплоты, отведенной из цикла пту
- •Тепловой баланс цикла пту
- •Расчет необратимого цикла пту
- •7.3.1. Система кпд цикла пту
- •7.4. Влияние параметров рабочего тела на тепловую экономичность пту
- •7.4.1. Влияние начального давления на тепловую экономичность пту
- •7.4.2. Влияние начальной температуры на тепловую экономичность пту
- •7.4.3. Влияние конечного давления на тепловую экономичность пту
- •7.5. Цикл пту с вторичным перегревом пара
- •Выбор давления вторичного перегрева пара
- •7.5.1. Методика расчета обратимого цикла пту с вторичным
- •7.5.2. Методика расчета необратимого цикла пту с вторичным перегревом пара
- •7.6. Регенеративный цикл пту
- •7.6.1. Методика расчета обратимого регенеративного цикла пту
- •Определение долей отборов пара на подогреватели
- •Определение теплоты, подведенной в цикле пту
- •Теплота, отведенная из цикла пту
- •Техническая работа расширения пара в турбина
- •Термический кпд цикла пту
- •7.6.2. Методика расчета необратимого регенеративного цикла пту
- •Определение долей отборов пара на подогреватели
- •Определение теплоты, подведенной в цикле пту
- •Теплота, отведенная из цикла пту
- •Техническая работа расширения пара в турбина
- •Кпд цикла пту
- •7.6.3. Анализ экономичности регенеративного цикла пту
- •7.6.4. Выбор оптимальных давлений отборов пара турбины на регенеративные подогреватели пту
- •Особенности расчета регенеративных пту с подогревателями поверхностного типа
- •7.7. Теплофикационные циклы пту
- •7.7.1. Методика расчета теплофикационного цикла пту
- •7.8. Особенности циклов пту аэс
- •7.8.1. Термодинамические особенности цикла аэс на насыщенном водяном паре
- •1) Удаление капельной влаги из пара позволяет осуществлять нагрев пара без резкого изменения объема;
- •2) Снижается расход греющего пара на пароперегреватель, так как на испарение влаги расходуется больше теплоты, чем на перегрев пара.
- •1) Степень сухости пара на выходе из чнд (хКдоп0,88) должна иметь допустимое значение, при этом хКдоп для чвд может быть меньше 0,88 в зависимости от высоты лопаток последних ступеней чвд турбины;
- •7.8.3. Термодинамические особенности двухконтурного цикла аэс на насыщенном водяном паре
- •7.8.4. Термодинамические особенности трехконтурного цикла аэс на перегретом водяном паре
- •7.8.5. Термодинамические особенности цикла аэс с газовым теплоносителем
- •7.8.6. Эксергетический анализ тепловой экономичности цикла пту
- •Вопросы для самоподготовки к главе 7
- •8. Циклы газотурбинных установок
- •8.1. Анализ тепловой экономичности разомкнутого цикла гту
- •8.1.1. Влияние параметров рабочего тела на тепловую экономичность идеального цикла гту
- •8.1.2. Влияние параметров рабочего тела на тепловую экономичность реального цикла гту
- •8.2. Регенеративный цикл гту
- •8.3. Регенеративный цикл гту с двухступенчатым сжатием и расширением рабочего тела
- •8.4. Эксергетический анализ гту
- •Вопросы для самоподготовки к главе 8
- •9. Циклы парогазовых установок
- •9.1. Цикл пгу с котлом-утилизатором
- •9.2. Цикл пгу с низконапорным парогенератором
- •9.3. Цикл пгу с высоконапорным парогенератором
- •9.4. Полузависимая пгу
- •Вопросы для самоподготовки к главе 9
- •10. Циклы холодильных установок и тепловых насосов
- •10.1. Цикл воздушной холодильной установки
- •Анализ тепловой экономичности обратимого цикла вху
- •Анализ тепловой экономичности реального цикла вху
- •10.2. Паро-компрессорная холодильная установка
- •Методика расчета идеального цикла пкху
- •Реальный цикл пкху
- •10.3. Паро-компрессорный цикл теплового насоса
- •Вопросы для самоподготовки к главе 10
- •11. Циклы двигателей внутреннего сгорания
- •11.1. Принцип работы поршневых двс
- •11.2. Термодинамический анализ циклов двс
- •11.3. Термодинамический анализ циклов двс с подводом теплоты к рабочему телу при постоянном объеме
- •11.4. Термодинамический анализ циклов двс с подводом теплоты к рабочему телу при постоянном давлении
- •11.5. Термодинамический анализ цикла двс со смешанным подводом теплоты к рабочему телу
- •11.6. Сравнение термодинамической экономичности циклов двс
- •Сравнение экономичности двс при одинаковых значениях q1 и допустимых величинах
- •Сравнение экономичности двс при одинаковых значениях q1 и Рмах
- •Вопросы для самоподготовки к главе 11
- •12. Циклы воздушных реактивных двигателей
- •12.1. Цикл прямоточного врд
- •12.2. Цикл турбокомпрессорного врд
- •Вопросы для самоподготовки к главе 12
- •Заключение
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Чухин Иван Михайлович
- •Часть 2
- •153003, Г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34.
- •153025, Г. Иваново, ул. Дзержинского, 39.
Заключение
Материал учебного пособия по второй части технической термодинамике дает базовое представление о первом законе термодинамике применительно к открытой термодинамической системе. В нем рассмотрены такие понятия как: работа изменения давления в потоке, техническая работа, эксергия вещества в потоке.
Дан подробный анализ основных процессов, протекающих в теплоэнергетических установках: истечения газов и паров через сопловые каналы, торможения в диффузорах, смешения в объеме, потоке и при заполнении объема.
Рассмотрены циклы современных теплоэнергетических установок: паротурбинных на органическом и ядерном топливе, газотурбинных, двигателей внутреннего сгорания, реактивных газовых двигателей, парогазовых установок, холодильных установок и тепловых насосов. Для каждого цикла проведен термодинамический анализ влияния параметров рабочего тела на его экономичность и проанализированы современные варианты схем, позволяющие увеличить его КПД.
В пособии дан термодинамической анализ экономичности современных ТЭУ с применением эксергетического и энтропийного методов с наглядной их иллюстрацией в T,s- диаграммах, что позволило дать объективную картину достоинств и недостатков современных ТЭУ и указать на пути повышения их экономичности.
В конце каждой главы пособия даны вопросы для самопроверки усвоения изученного материала.
По данному пособию автором создан компьютерный учебник. Этот учебник целиком дублирует теоретическую часть пособия с наглядным динамическим цветным графическим сопровождением изучаемого материала. Кроме теоретического курса компьютерный учебник включает вопросы и задачи к каждому его разделу. Эти задания имеют ответы и наглядное графическое сопровождение. В учебнике более 360 задач. В настоящее время учебник доступен пользователям в компьютерном классе кафедры ТОТ ИГЭУ.
Библиографический список
1. Чухин, Иван Михайлович. Техническая термодинамика. Часть 1.: учеб. пособие/ И.М.Чухин; Федеральное агенство по образованию, ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И.Ленина». – Иваново, 2006. – 224 с.
2. Коновалов, Владимир Иванович. Техническая термодинамика: учеб. / В.И.Коновалов; Федеральное агенство по образованию, ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И.Ленина». – 2-е изд. – Иваново, 2005. – 620 с.
3. Коновалов, Владимир Иванович. Термодинамический анализ процессов в теплоэнергетических установках: учеб. пособие / В.И.Коновалов; Ивановский государственный университет им. Первого в России Иваново-Вознесенского общегородского совета рабочих депутатов; Ивановский энергетический институт им. В.И.Ленина. – Иваново, 1980. – 64 c.
4. Коновалов, Владимир Иванович. Термодинамические циклы современных и перспективных паровых и парогазовых теплоэнергетических установок: учеб. пособие / В.И.Коновалов; Ивановский государственный университет им. Первого в России Иваново-Вознесенского общегородского совета рабочих депутатов; Ивановский энергетический институт им. В.И.Ленина. – Иваново, 1982. – 68 c.
5. Кириллин, Владимир Алексеевич. Техническая термодинамика: учеб. для вузов / В.А.Кириллин, В.В.Сычев, А.Е.Шейндлин. – М. : Энергоатомиздат, 1983. – 416 с.
6. Бродянский, Виктор Михайлович. Эксергетический метод термодинамического анализа / В.М.Бродянский. – М. : Энергия, 1973. – 296 с.
7. Бродянский, Виктор Михайлович. Эксергетический метод и его приложения / В.М.Бродянский, В.Фратшер, К.Михалек. – М. : Энергоатомиздат, 1988. – 288 с.
8. Тереза Христафоровна Маргулова. Атомные электрические станции: учеб. для вузов / Т.Х.Маргулова. – М. : Высш. шк., 1984. – 304 с.
9. Цанев Стефан Васильевич. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: учеб. пособие для вузов / С.В.Цанев, В.Д.Буров, А.Н.Ремезов. – М. : Изд - во МЭИ, 2002. – 584 с.