Немченко Н.И Техническая термодинамика и теплообмен ХТИ – филиала СФУ Абакан 2011

17.57 (Вариант 70) Газотурбинная установка работает по циклу Брайтона с подводом теплоты при постоянном давлении. Давление и температура воздуха перед компрессором соответственно равны р₁ = 0,1 МПа и t₁ = 20 ºС. Температура газов на выходе из турбины t₄. Степень повышения давления в компрессоре β.

Определить основные параметры состояния газа в характерных точках идеального цикла, количество подводимой и отводимой в цикле теплоты q₁ и q₂, полезную работу цикла l, термический КПД η_t.

Как изменится η_t, если выхлопные газы дополнительно охладить до температуры t₅ = 350ºС в воздухоподогревателе, установленном между компрессором и камерой сгорания газотурбинной установки.

Теплоемкость рабочего тела считать неизменной c_р = 1,1 кДж/(кг·ºС). Показатель адиабаты и газовую постоянную можно принять равными k = 1,4;   R = 287 Дж/(кг·К). Численные значения t₄ и β выбрать из табл. 7.

Таблица 7 

Методические указания

18.154 (Вариант 70) Паротурбинная установка работает по циклу Ренкина. Давление и температура пара на входе в турбину p₁ и t₁. Давление в конденсаторе p₂ = 4 кПа. Внутренние относительные КПД турбины и насоса соответственно равны η^т_oi=0,87 и η^н_oi=0,85.

Определить параметры пара на выходе из турбины, термический и внутренний абсолютный КПД цикла. Сравнить термический КПД данного цикла Ренкина с термическим КПД цикла Карно в том же интервале температур.

Найти необходимый расход пара, если мощность на валу турбины N, МВт, а механический КПД турбины η_м = 0,98.

Задачу решить с применением h–s — диаграммы водяного пара. Численные значения p₁, t₁, N принять по табл. 8.

Таблица 8 

h-s диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче

Методические указания

27.91 (Вариант 70) Определить количество теплопередающих трубок в одноходовом кожухотрубном теплообменном аппарате, предназначенном для нагрева воды в количестве G_в, кг/с, от температуры t′_в=10 ºС до t″_в.

Греющий теплоноситель (газ) движется по трубкам, имеет расход G_г, кг/с, и температуру на входе t′_г=400 ºС. Средние в рабочих интервалах температур изобарные теплоёмкости воды и газа соответственно равны: c_в = 4,2 кДж/(кг·ºС) и c_г = 1,1 кДж/(кг·ºС). Трубки теплообменника изготовлены из стали с коэффициентом теплопроводности λ = 40 Вт/(м·ºС). Длина каждой трубки l=4м, внутренний диаметр d₁, внешний d₂. Коэффициенты теплоотдачи на поверхностях трубки: со стороны газа α₁ = 20 Вт/(м2·ºС), со стороны воды α₂=1000 Вт/(м2·ºС). Тепловые потери в окружающую среду составляют 5 % теплоты, отдаваемой газом.

Рассмотреть прямоточную и противоточную схемы движения теплоносителей.

Исходные данные принять по табл. 14.

Таблица 14

Методические указания