- •Глава 6 водяной пар и его свойства
- •§6.1. Основные понятия и определения
- •§ 6.2. Термодинамическая фазовая рТ – диаграмма. Уравнение клапейрона - клаузиуса
- •§ 6.6. Основные параметры воды и водяного пара
- •§ 6.7. Процессы изменения состояния водяного пара в pν -,ts - и is -диаграммах
- •§ 6.8. Влажный воздух. Абсолютная влажность, влагосодержание и относительная влажность воздуха
- •§ 6.9. Теплоемкость и энтальпия влажного воздуха
- •Глава 7 термодинамика газового потока
- •§ 7.1. Уравнение энергии газового потока
- •§7.2. Располагаемая работа газового потока
- •§ 7.3. Основные закономерности соплового и диффузорного адиабатного течения газа
- •§ 7.4. Истечение идеального газа из суживающихся сопел
- •§ 7.5 Истечение идеального газа из комбинированного сопла лаваля
- •§ 7.6. Расчет истечения реальных газов и паров
- •7.7 Адиабатное дросселирование
- •§ 7.8. Дроссельный эффект (эффект джоуля-томсона)
- •§ 7.9. Газовые смеси
- •Глава 8 компрессорные машины
- •§ 8.1. Мощность привода и коэффициенты полезного действия компрессора
- •§ 8.2. Многоступенчатый компрессор
- •Глава 9 циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания
- •§ 9.1. Краткие исторические сведения
- •§ 9.2. Классификация двс
- •§ 9.3. Циклы двс с подводом теплоты при постоянном объёме
- •§9.4. Циклы двс с подводом теплоты при постоянном давлении
- •§ 9.5. Циклы двс со смешанным подводом теплоты
- •Глава 10 циклы газотурбинных установок и реактивных двигателей
- •§ 10.1. Циклы гту с подводом теплоты при постоянном давлении
- •§10.2. Циклы гту с подводом теплоты при постоянном объеме
- •§ 10.3. Методы повышения термического кпд гту
- •§ 10.4. Циклы реактивных двигателей. Жидкостные реактивные двигатели
- •10.5. Воздушно-реактивные двигатели
- •§ 10.6. Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель
- •§ 10.7. Компрессорные воздушно-реактивные двигатели
- •§ 10.8. Термодинамические методы сравнения циклов тепловых двигателей
- •Глава 11 циклы паросиловых установок мгд-генератор
- •§ 11.1. Цикл карно во влажном паре и его недостатки
- •§ 11.2. Основной цикл псу-цикл ренкина
- •§ 11.3. Полезная работа цикла ренкина. Работа питательного насоса
- •§ 11.4. Термический кпд цикла ренкина
- •§ 11.5. Влияние параметров пара на термический кпд цикла ренкина
- •§ 11.6. Промежуточный перегрев пара
- •§ 11.7. Регенеративный цикл паросиловой установки
- •§ 11.8. Бинарные (двойные) циклы
- •§ 11.9. Циклы парогазовых установок
- •§ 11.10. Циклы атомных электростанций
- •§ 11.11. Циклы электрических станций с магнитогидродинамическими генераторами
- •Глава 12 циклы холодильных машин
- •§12.1. Цикл воздушной холодильной установки
- •§ 12.2. Цикл паровой компрессорной холодильной установки
- •§ 12.3. Цикл холодильной установки абсорбционного типа
- •§ 12.4. Цикл пароэжекторной холодильной установки
- •§ 12.5. Тепловой насос
- •§ 12.6. Вихревая труба
- •§ 12.7. Термотрансформаторы
- •Глава 13 элементы химической термодинамики
- •§ 13.1. Классификация химических реакций
- •§13.2. Первый закон термодинамики в применении к химическим реакциям
- •§ 13.3. Тепловой эффект реакции
- •§ 13.4. Теплоты химических реакций
- •§ 13.5. Закон гесса
- •§13.6..Закон кирхгофа
- •§ 13.7. Применение второго закона термодинамики к химическим процессам
- •§ 13.8. Изохорно-изотермический и изобарно-изотермический потенциалы
- •§13.9. Максимальная работа реакции
- •§ 13.10. Уравнения максимальной работы (уравнения гиббса-гельмгольца)
- •13.11. Химический потенциал
- •§ 13.12. Условия равновесия в изолированных однородных (гомогенных) системах
- •§ 13.13. Условия равновесия в изолированных неоднородных (гетерогенных) системах и химических реакциях
- •§13.14. Равновесие в химических реакциях
- •§ 13.15. Закон действующих масс. Константы равновесия химических реакций
- •§ 13.16. Термическая диссоциация. Степень диссоциации
- •§ 13.17. Зависимость между константой равновесия и степенью диссоциации
- •§ 13.18. Зависимость между константой равновесия и максимальной работой. Уравнение изотермы химической реакции
- •§ 13.19. Влияние температуры реакции на химическое равновесие. Принцип ле-шателье
- •§ 13.20, Тепловая теорема нернста. Третье начало термодинамики
- •§ 13.21. Третье начало термодинамики в формулировке планка (постулат планка)
§ 11.9. Циклы парогазовых установок
В парогазовых установках используют два рабочих тела - горячий газ (продукты сгорания топлива) в газотурбинных двигателях и водяной пар в паровых турбинах. Эти установки являются типичными бинарными установками с коэффициентом заполнения, приближающимся к единице. Под коэффициентом заполнения в данном случае понимается отношение площади данного цикла в Ts- диаграмме к площади цикла Карно, выполняемого в том же интервале температур.
Применение парогазовых циклов позволяет значительно повысить кпд установки и снизить капитальные затраты на ее содержание. Важнейшим фактором повышения кпд является использование продуктов сгорания топлива как рабочего тела в области высоких температур (в газовой турбине) и водяного пара в области низких температур (в паровой турбине).
Идеальный парогазовый цикл, в котором температуры рабочих тел при подводе и отводе теплоты постоянны и равны температурам соответствующих теплоисточников изображен на рис. 11.21.
Этот цикл соответствует обратному циклу Карно. Здесь площадь 1-2-5-4-1 изображает количество полезной теплоты, используемой в газовой части цикла, а площадь 3-4-5 - количество теплоты паровой части. В процессе 4-5 происходит передача теплоты от газовой части к паровой. Например, при температурах t1=800°C и t2=10°С термический кпд цикла Карно ηt = 0,74. Однако в реальных условиях цикл Карно неосуществим и можно создать установки лишь в той или иной степени приближающиеся к этому циклу.
Существуют две основных схемы парогазовых установок. В первом типе установок газообразные продукты сгорания и водяные пары смешиваются друг с другом и затем поступают в турбину.
Во втором типе рабочие тела, каждое в отдельности, направляются соответственно в газовую и паровую части установки.
Схема парогазовой установки с раздельными потоками продуктов сгорания и водяного пара представлена на рис. 11.22. На этом рисунке: 1-парогенератор; 2-пароперегреватель; 3-паровая турбина; 4 -электрический генератор, соединенный с паровой турбиной; 5-конденсатор; 6-питательный насос; 7-газоводяной подогреватель; 8-компрессор для подачи сжатого воздуха в парогенератор; 9-газовая турбина; 10-электрогенератор, соединенный с газовой турбиной.
Рис. 11.22
В этой установке воздух после сжатия в компрессоре подается в высоконапорный парогенератор, работающий на газовом или жидком топливе при постоянном давлении. Теплота продуктов сгорания частично расходуется на парообразование и перегрев пара в парогенераторе. Продукты сгорания с пониженной температурой направляются в газовую турбину и после нее в газоводяной подогреватель для подогрева питательной воды, направляемой в парогенератор.
Цикл такой установки в Ts- диаграмме изображен на рис. 11.23.
Здесь 1-2-3-4-5-6-1 - пароводяной цикл и 1'-2'-3'-4' – газовый. Количество теплоты, подведенное в парогенераторе, изображается площадью а-4'-5'-е-a. Из этого количества теплоты в паровой части подводится теплота, численно равная площади с-1'-5'-е-с, и в газовой части - a-4'-1'-с-a. В процессе 4 -5 происходит передача теплоты от газов к питательной воде в газоводяном подогревателе (регенеративный подогрев).
Рис. 11.23
Удельная полезная работа пароводяного цикла
.
И газового цикла
,
где соответственно относительные внутренние кпд паровой турбины, газовой турбины, насоса и компрессора.
Удельное количество теплоты, полученное обоими рабочими телами в теоретическом цикле
.
Отсюда термический кпд парогазового цикла будет
.
Эффективными парогазовыми установками являются установки со сбросом уходящих газов газовых турбин в парогенераторы. Применение в этом случае паровой и газовой регенерации значительно повышает кпд всей установки, который может достигать значений 0,4 - 0,45.