Андрианова Т.Н. Дзампов Б.В. Зубарев В.Н. Ремизов С.А. Сборник задач по технической термодинамике

17.71 Газотурбинная установка (ГТУ) работает по циклу с подводом теплоты при p = const. Степень повышения давления β = 12.

Рассчитайте термический КПД ГТУ для двух случаев: 1) рабочим телом является воздух; 2) рабочим телом является гелий.

Ответ: 1) η_t = 0,508; 2) η_t = 0,630.

17.74 Начальные параметры воздуха, поступающего в компрессор ГТУ со сжиганием топлива при p = const, р₁ = 0,1 МПа; t₁ = 20ºС. Степень повышения давления в компрессоре ГТУ β = 6. Температура газов перед соплами турбины t₃ = 700ºС. Рабочее тело обладает свойствами воздуха, теплоемкость его рассчитывается по молекулярно – кинетической теории. Компрессор засасывает 2·10⁵ кг/ч воздуха.

Определите:

1) Параметры всех точек идеального цикла ГТУ, термический КПД ГТУ, теоретические мощности турбины, компрессора и всей ГТУ.

2) Параметры всех точек действительного цикла (с учетом необратимости процессов расширения и сжатия в турбине и компрессоре), приняв внутренние относительные КПД турбины и компрессора соответственно η^т_oi = 0,87 и η^к_oi = 0,87.

3) Внутренний КПД ГТУ, действительные мощности турбины, компрессора и всей ГТУ. Представьте оба цикла в T-, s— диаграмме.

18.20 Паровая турбина мощностью N = 25 МВт работает при начальных параметрах р₁ = 10,0 МПа и t₁ = 510ºС. Давление в конденсаторе р₂ = 40 гПа. Теплота сгорания топлива Q^р_н = 30 МДж/кг.

Определите мощность парогенератора и часовой расход топлива, если η_пг = 0,85, а температура питательной воды t_п.в = 90ºС.

Ответ: N_пг = 54,12 МВт, В = 7640 кг/ч.

hs — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче

18.77 Определите термический КПД цикла с идеальной регенерацией теплоты в паротурбинной установке, в которой пар перед турбиной имеет параметры р₁=3,5 МПа и t₁=435 ºC, а давление в конденсаторе р₂=50 гПа.

Вода подогревается до температуры t_p=130 ºC. Работу насоса не учитывать.

Ответ: η^пред_t,p=40,8%.

21.2 Компрессор К холодильной установки (рис. 34) всасывает пар фреона-12 при t₁=-15 ºC и степени сухости x₁=0,972 и изотропно сжимает его до давления, при котором степень сухости x₂=1.

Из компрессора фреон-12 поступает в конденсатор B, где охлаждается водой с температурой на входе t_1в=12 ºС, а на выходе t_2в=20 ºС.

В дроссельном вентиле Д жидкий фреон-12 дросселируется до состояния влажного насыщенного пара, после чего направляется в испаритель А, из которого выходит со степенью сухости х₁. Теплота, необходимая для испарения фреона-12, подводится из охлаждаемой камеры.

Определить теоретическую мощность двигателя холодильной установки, часовой расход фреона-12 и охлаждающей воды, если холодопроизводительность установки Q₀=100 МДж/ч.

Использовать табл. 30 приложения.

Ответ: N=12,2 кВт, m_ф=1769 кг/ч, m_в=7280 кг/ч.