Ахмылова М.А. Техническая термодинамика Чита ЧитГТУ 1997

14.41 Водяной пар, имея начальные параметры р₁=5 МПа и х=0,9 нагревается при постоянном давлении до температуры t₂, затем дросселируется до давления p₃.

При давлении p₃ пар попадает в сопло Лаваля, где расширяется до давления р₄=5 кПа. Определить используя i-s диаграмму:

1. Количество тепла, подведенное к пару в процессе 1-2;

2. Изменение внутренней энергии и энтропии, а также конечную температуру t₃ в процессе дросселирования 2-3;

3. Конечные параметры и скорость на выходе из сопла Лаваля;

4. Параметры пара и скорость в минимальном сечении сопла Лаваля;

5. Расход пара в процессе истечения 3-4.

Все процессы показать в is- диаграмме.

Данные для решения выбрать из табл. 4.

Ответить на вопросы:

1. Как влияет на конечную степень сухости (х₄) температура t₂ при p₃=const.

2. Как изменится скорость истечения из сопла, если давление р₃ увеличить от 0,5 до 1,4 МПа при постоянных значениях t₃ и p₄?

Таблица 4 – Исходные данные

Вариант	t₂, ºC	р₃, МПа	f_мин, см²
10	600	0,5	100

i-s — диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче

Варианты задачи: 22.

Методические указания

13.198 1 кг водяного пара с начальным давлением р₁ и степенью сухости х₁ изотермически расширяется, при этом к нему подводится тепло q. Определить, пользуясь h-s диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Решить также задачу, если расширение происходит изобарно. Изобразить процессы в р-υ, T-s, h-s диаграммах. Исходные данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 5.

Ответить на вопросы:

— в каком процессе (t = const или p = const) при заданных х, р₁ и q работа будет больше и за счет чего?

— упростятся ли расчеты процессов t = const и p = const, если конечная точка попадает в область влажного пара?

Таблица 5

Вариант	р₁, МПа	х₁	q, кДж/кг
22	5,5	0,93	470

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

Методические указания

18.97 На ТЭЦ установлены две противодавленческие турбины мощностью N МВт каждая. Пар с р₁ (бар) и t₁ (ºC) поступает на турбину и выходит на нее с р₂ (бар).

Турбины обслуживают котлы с КПД η_к.у (%). В котлах сжигается топливо с Q_н^р=30000 кДж/кг. Определить расход топлива на котлы ТЭЦ. Найти также экономию топлива на котлах ТЭЦ в сравнении с котлами КЭС и котельной при тех же условиях (выработка электроэнергии осуществляется на КЭС в конденсационных турбинах с давлением в конденсаторе р_к (бар), а выработка тепла в котельной низкого давления с теми же КПД η_к.у (%).

Подсчитать для обоих способов выработки электроэнергии и тепла, также коэффициенты использования тепла топлива.

Привести схемы обеих установок и их циклы в координатах T-s.

Данные для решения задачи выбрать из табл. 3.

Таблица 3 – Исходные данные

Вариант	N, МВт	р₁, бар	t₁, ºC	р₂, бар	η_к.у, %	р_к, бар
10	2	26	370	1,15	80	0,065

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

15.66 Рассчитать цикл газовой установки для 1 кг воздуха с определением его параметров в характерных точках цикла, полезной работы за цикл, подведенного и отведенного тепла и термического кпд цикла. При расчете цикла теплоемкость воздуха считать постоянной.

k = 1,4 R = 287 Дж/(кг·град), с_υ = 0,72 кДж/(кг·град). Построить цикл в координатах р-v и T-s.

Данные для решения задачи выбрать из табл. 6.

Таблица 6 — VП. Произвольный цикл

Вариант	n	t₁, ºC	e=υ₁/υ₂	q_2-3, кДж/кг	р₁, бар
22	1,35	25	5,5	1150	1,1

Скачать файл (оплата в RUB)

17.59 Для теоретического цикла ГТУ с подводом тепла при постоянном давлении определить параметры рабочего тела (воздуха) в характерных точках цикла, подведенное и отведенное тепло, работу и термический КПД цикла, если начальное давление р₁=0,1 МПа, начальная температура t₁=27 ºC, степень повышения давления в компрессоре ρ, температура газа перед турбиной t₃. Определить теоретическую мощность ГТУ при заданном расходе воздуха G. Дать схему и цикл установки в pυ- и Ts — диаграммах. Данные для решения задачи выбрать из табл. 7.

Указание: теплоемкость воздуха принять не зависящей от температуры.

Ответить на вопросы:

— как влияет температура t₃ на мощность ГТУ при выбранной степени повышения давления ρ?

— определить η_t ГТУ для вашего варианта задачи, если рабочее тело — гелий и объяснить влияние атомности газа на экономичность ГТУ.

Таблица 7

Вариант	ρ=p₂/p₁	t₃, °С	G, кг/c
1	6	700	35

Методические указания

18.187 Паросиловая установка работает по циклу Ренкина. Пар давления р₁ = 90 бар и t₁ºС поступает в паровую турбину мощностью N МВт, давление в конденсаторе которой р_к, бар.

Определить:

Параметры (р, υ, t, i, s, x, u) пара во всех точках цикла Ренкина.
Удельный и полный расход пара турбиной.
Подведенное Q₁ и отведенное Q₂ тепло в цикле.
Полную полезную работу пара в цикле L и полезную работу 1 кг пара l.
Расход охлаждающей воды М через конденсатор паровой турбины при нагреве на ΔtºС.
КПД цикла Ренкина η_tp и Карно η_tR при данных температурах цикла.
Построить цикл в p—υ, T—s, i—s диаграммах.
Для вариантов с 1 по 4 построить зависимость η_t = f (p₁).

Для вариантов с 4 по 8 построить зависимость η_t = f (t₁).

Для вариантов с 8 по 13 построить зависимость η_t = f (p_r).

р₁, t₁, р_к — задается самостоятельно.

Данные для решение задачи выбрать из табл. 8.

Таблица 8

Вариант	t₁, ºС	N, МВт	р_к, бар	Δt, ºС
22	470	300	0,055	18

18.188 Паросиловая установка работает по регенеративному циклу с двумя отборами пара при рʹ₁ и рʹ₂ бар. Параметры свежего пара р₁ и t₁ ºС, давление отработавшего пара р₂. Определить полезную работу цикла, термический КПД, удельный расход пара. Полученные величины сравнить с величинами установки, работающей без регенерации тепла в тех же условиях, и сделать соответствующие выводы. Дать схему установки и показать ход решения задачи в координатах i—s.

Построить зависимость η_t = f (n); η_t = f (рʹ).

рʹ — давление отбора, n — число отборов, рʹ — задастся самим.

Данные для решения задачи выбрать из табл. 9.

Таблица 9

Вариант	р₁, бар	t₁, ºС	р₂, бар	рʹ₁, бар	рʹ₂, бар
22	26	380	0,06	3	1,6

18.189 Теплофикационная установка теоретической мощностью N МВт работает при параметрах свежего пара р₁ и t₁ ºC. Давление пара, поступающего в конденсатор, р₂ бар; конденсат используется для питания котлов. При рʹ₀ бар пар из турбины отбирается D₀ т/ч пара для теплофикационных целей; конденсат с t_k ºC возвращается для питания котлов. Топливо — каменный уголь с Q^р_н = 30000 кДж/кг.

Определить часовой расход пара на всю установку, теоретический КПД, коэффициент теплофикации, тепло, используемое на теплофикацию, часовой расход топлива и коэффициент использования тепла топлива. Принять КПД котельной установки — 85%; остальные потери не учитывать. Дать схему установки и показать ход решения задачи в координатах i—s. Построить зависимость η_t = f (D₀), D₀— задаться самим.

Данные для решения задачи выбрать из табл. 10

Вариант	N, МВт	р₁, бар	t₁, ºС	р₂, бар	рʹ₀, бар	D₀, т/ч	t_к, ºС
22	270	170	480	0,065	4	110	105