Меню

Водяной пар с начальным давлением и степенью сухости поступает

Водяной пар с начальным давлением и степенью сухости поступает

Водяной пар с начальным давлением Р1

Adamano Дата: Среда, 20.11.2013, 19:52 | Сообщение # 1

Задача по теплотехнике с ответами:

Водяной пар с начальным давлением Р1 = 3 МПа и степенью сухости Х1 = 0,95 поступает в пароперегреватель, где его температура повышается на ∆t = 2050C; после перегревателя пар изоэнтропно расширяется в турбине до давления Р2 = 3,5 МПа.

Определить количество теплоты (на 1 кг пара), подведённой к нему в пароперегревателе, работу цикла Ренкина и степень сухости пара Х2 в конце расширения.

Определить также термический КПД цикла. Определить работу цикла и конечную степень сухости, если после пароперегревателя пар дросселируется до давления Р21 = 0,48 МПа.

Задачу решаем при помощи hS- диаграммы.

Начальное состояние – точка 0 – на пересечении изобары Р1 = 3,5 МПа и линии постоянной сухости Х1 = 0,95. В этой точке энтальпия h0 = 2710 кДж/кг, температура t0 = 2340С.

Состояние пара после пароперегревателя – точка 1 – на пересечении линии изобары Р1 = 3,5 МПа и изотермы t = t0 + ∆t = 234+205 = 4390С. В этой точке энтальпия h1 =3320 кДж/кг.

Конечное состояние пара – точка 2 – на пересечении изобары Р2 = 3,5 МПа и линии постоянной энтропии. В этой точке энтальпия h2 =2110 кДж/кг, степень сухости Х2 = 0,82 . По таблицам для насыщенного водяного пара определяем при Р2 = 3,5 кПа h21 =111,86 кДж/кг[1].

Количество теплоты, подведённое к пару в пароперегревателе:

q = h1 – h0 = 3320 – 2710 = 610 кДж/кг.

Работа цикла Ренкина:

l0 = h1 – h2 = 3320 – 2110 = 1210 кДж/кг.

Термический КПД цикла

ηt = (h1 – h2)/(h1 – h21 ) = (3320 – 2710)/(3320 – 111,86) = 0,377.

Пар после пароперегревателя дросселируется до давления Р21 = 0,48 МПа.

Начальное состояние – точка 0 – на пересечении изобары Р1 = 3,5 МПа и линии постоянной сухости Х1 = 0,95. В этой точке энтальпия h0 = 2710 кДж/кг, температура t0 = 2340С

Состояние пара после пароперегревателя – точка 1 – на пересечении линии изобары Р1 = 3,5 МПа и изотермы t = t0 + ∆t = 234+205 = 4390С. В этой точке энтальпия h1 =3320 кДж/кг. Промежуточное
состояние пара – точка 2а – на пересечении линии постоянной энтальпии

h1 =3320 кДж/кг и изобары Р2а = 3,5 МПа.

Конечное состояние пара – точка 2 – на пересечении изобары Р2 = 3,5 МПа и линии постоянной энтропии. В этой точке энтальпия h2 =2355 кДж/кг, степень сухости Х2 = 0,92 .

По таблицам для насыщенного водяного пара определяем при Р2 = 3,5 кПа h21 =111,86 кДж/кг[1].

Количество теплоты, подведённое к пару в пароперегревателе:

q = h1 – h0 = 3320 – 2710 = 610 кДж/кг.

Работа цикла Ренкина:

l0 = h2а – h2 = 3320 – 2355 = 965 кДж/кг.

Термический КПД цикла

ηt = (h2а – h2)/(h1 – h21 ) = (3320 – 2355)/(3320 – 111,86) = 0,30.

Источник

Energy
education

сайт для тех, кто хочет изучать энергетику

Термодинамика и тепломассообмен

Агрегатное состояние вещества

Агрегатное состояние — состояние вещества, характеризующееся определёнными качественными свойствами — способностью или неспособностью сохранять объём и форму, наличием или отсутствием дальнего и ближнего порядка и другими. Изменение агрегатного состояния сопровождается скачкообразным изменением свободной энергии, энтропии, плотности и других основных физических свойств.

Примеры решения задач по теме «Процессы изменения состояния водяного пара»

1. Определить конечное давление, степень сухости и количество отведенной теплоты, если в закрытом сосуде объемом $3$ м 3 сухой насыщенный водяной пар охлаждается от начальной температуры $t_1 = 210$ °С до конечной $t_2 = 60$ °С.

2. Водяной пар при давлении $p_1 = 25$ бар и степени сухости $х = 0.85$ нагревается при постоянном давлении до $300$ °С. Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии (в расчете на $1$ кг пара). Изобразить процесс в диаграммах h-s и p-v.

3. Определить количество теплоты, сообщаемое пару, изменение внутренней энергии и работу расширения, если пар с температурой $t = 300$ °С расширяется по изотерме от давления $p_1= 50$ бар до $р_2 = 1$ бар. Задачу решить для $1$ кг пара. Изобразить процесс в диаграммах h-s и T-s.

4. Определить характеристики $∆h$, $∆u$, $∆s$ изобарного процесса водяного пара и, для сравнения, по формулам идеального газа. В начальной точке $1$ процесса $p_1 = 0.1$ МПа, $t_1 =300$ °C, в конечной точке $2$ дана температура $t_2 = 350$ °С. При решении использовать следующие зависимости для водяного пара: $с_= 1.372 + 0.00031111·t$, кДж/(кг·К); $c_ = 1.833 + 0.00031111·t$, кДж/(кг·К). Изобразить процесс в диаграммах h-s и T-s.

5. Влажный насыщенный водяной пар с параметрами $p_1 = 0.1$ МПа и $x_1 = 0.8$ нагревается при постоянном давлении до состояния сухого насыщенного пара. Определить количество теплоты и другие характеристики процесса в расчете на $1$ кг пара. Барометрическое давление $р_<бар>$ принять равным $750$ мм.рт.ст.

6. Перегретый пар при давлении $p_1 = 20$ бар и температуре $t_1 = 500$ °С расширяется по адиабате до $р_2 = 0.1$ бар. Определить по h-s диаграмме конечное состояние пара, изменение внутренней энергии, работу расширения и техническую работу. Изобразить процесс в диаграммах h-s, T-s и p-v.

7. Водяной пар с параметрами $р_1 = 10$ МПа и $t_1 = 350$ °C адиабатно расширяется до $p_2 = 0.1$ МПа. Определить характеристики процесса в расчете на $1$ кг пара.

8. Энтальпия влажного насыщенного пара при давлении $p_1 = 1.4$ МПа составляет $h_x = 2600$ кДж/кг. Как изменится его состояние, если к $1$ кг пара будет подведено $40$ кДж/кг теплоты при постоянном давлении?

9. Из барабана парового котла поступает в пароперегреватель $2500$ кг/ч пара при $p = 1.4$ МПа и $x = 0.98$. Температура пара после пароперегревателя равна $300$ °С. Найти количество теплоты, которое пар получает в пароперегревателе за $1$ час и отношение диаметров паропроводов до и после пароперегревателя, считая скорости пара в них одинаковыми. Изобразить процесс перегрева пара в диаграммах h-s и T-s.

10. ТЭЦ отдает на производственные нужды предприятию $D_ <пр>= 20·10^3$ кг/ч пара при $p = 0.7$ МПа и $x = 0.95$. Предприятие возвращает конденсат в количестве $60$ % при температуре $t_ <возвр>= 70$ °С. Потери конденсата покрываются химически очищенной водой, имеющей температуру $t_ <хим>= 90$ °С. Сколько кг топлива в час нужно было бы сжечь в топке парогенератора, работающего с КПД $η_ <пр>= 0.80$, если бы этот парогенератор специально вырабатывал пар для нужд предприятия и если теплота сгорания топлива $Q_н^р = 7165$ ккал/кг?

11. Водяной пар с начальным давлением $p_0 = 10$ МПа и степенью сухости $x_0 = 0.95$ поступает в пароперегреватель парового котла, где его температура увеличивается на $∆t = 150$ °С. После пароперегревателя пар изоэнтропно расширяется в турбине до давления $p_2 = 4$ кПа. Определить количество теплоты (на $1$ кг пара), подведенное в пароперегревателе, и степень сухости в конце расширения. Построить процессы 0-1 и 1-2 в диаграмме h-s.

Администратор сайта: Колосов Михаил
email:
Copyright © 2011-2020. All rights reserved.

Источник

Energy
education

сайт для тех, кто хочет изучать энергетику

Термодинамика и тепломассообмен

Термодинамические циклы

Термодинамические циклы — круговые процессы в термодинамике, то есть такие процессы, в которых совпадают начальные и конечные параметры, определяющие состояние рабочего тела.

Примеры решения задач по теме «Циклы паротурбинных установок»

1. Определить термический КПД цикла Ренкина по заданным $p_1 = 10$ МПа, $t_1 = 400$ °C и $p_2 = 5$ кПа.

2. Определить термический КПД цикла Ренкина с учетом работы питательного насоса, если параметры пара на входе в турбину: $p_1 = 20$ бар и $t_1 = 400$ °C. Давление пара на выходе из турбины $p_2 = 0.05$ бар. Для сравнения определить также термический КПД без учета работы насоса.

3. В паротурбинной установке с начальными параметрами пара $р_1 = 14$ МПа, $t_1 = 550$ °C и давлением в конденсаторе $р_2 = 5$ кПа был введен промежуточный перегрев пара при давлении $р_ <пп>= 1$ МПа до температуры $t_ <пп>= 380$ °C. Найти $η_t$ цикла с промежуточным перегревом.

4. Найти термический КПД цикла Ренкина, если начальные параметры пара $р_1 = 10$ МПа, $t_1 = 500$ °C. Давление в конденсаторе $p_2 = 0.05$ бар. Определить, насколько уменьшится термический КПД цикла Ренкина, если на входе в турбину пар дросселируется до давления $p_1 = 9.0$ МПа.

5. Заводская ТЭЦ работает по схеме Р-установки, на ней работают две паровые турбины с противодавлением мощностью $4000$ кВт каждая. Весь пар из турбин направляется на производство, откуда он возвращается обратно в котельную в виде конденсата при температуре насыщения. Турбины работают с полной нагрузкой, потери конденсата на производство отсутствуют. Параметры пара: на входе в турбины – $р_1 = 3.5$ МПа, $t_1 = 435$ °C; на выходе из турбин – $р_2 = 0.12$ МПа. Принимая, что установка работает по циклу Ренкина, определить часовой расход топлива, если КПД котельной (ηку) равен $0.84$, а теплота сгорания топлива $Q_н =28470$ кДж/кг. Определить также количество теплоты, потребляемой на производстве $Q_<пр>$.

6. В паротурбинной установке с начальными параметрами пара $р_1 = 9$ МПа, $t_1 = 450$ °C и давлением в конденсаторе $р_2 = 6$ кПа был введен промежуточный перегрев пара при давлении $р_ <пп>= 2.4$ МПа до температуры $t_ <пп>= 440$ °C. Найти $η_t$ цикла с промежуточным перегревом.

7. Паровая турбина электростанции работает при параметрах пара: $p_1 =3.5$ МПа; $t_1 = 435$ °C; $р_2 = 0.004$ МПа. Для подогрева питательной воды из турбины собирается пар при $p_ <отб>= 120$ кПа. Регенеративный подогреватель смешивающегося типа, конденсат в нем подогревается до температуры насыщения, соответствующей давлению в отборе. Определить термический КПД установки, теоретический удельный расход пара, а также повышение термического КПД в сравнении с установкой тех же параметров, но работающей по циклу Ренкина без регенеративного подогрева питательной воды.

8. Турбина мощностью $24$ МВт работает при параметрах пара: $p_1=2.6$ МПа, $t_1=420$ °С, $p_к=0.004$ МПа. Для подогрева питательной воды из турбины отбирается пар при $p_2=0.1$ МПа. Регенеративный подогреватель смешивающегося типа, конденсат в нем подогревается до температуры насыщения, соответствующей давлению в отборе. Определить термический КПД установки, теоретический удельный расход пара.

9. Из паровой турбины мощностью $N=25$ МВт, работающей при $p_0=9$ МПа, $t_1=480$ °С, $p_к=4$ кПа, производится два регенеративных отбора: один при давлении $p_1=1$ МПа и другой при $p_2=0.12$ МПа. Определить термический КПД установки и расход пара через каждый отбор.

10. Турбогенератор работает при параметрах пара $p_0=12$ МПа, $t_1=500$ °С, $p_к=3.5$ кПа, производится два регенеративных отбора: один при давлении $p_1=3$ МПа и другой при $p_2=1.1$ МПа. Определить термический КПД установки при использовании регенерации.

11. Водяной пар с начальным давлением $p_0 = 10$ МПа и степенью сухости $x_0 = 0.95$ поступает в пароперегреватель парового котла, где его температура увеличивается на $∆t = 150$ °С. расширяется в турбине После пароперегревателя пар изоэнтропно до давления $p_2 = 4$ кПа. Определить адиабатную и действительную работу турбины, если внутренний относительный КПД турбины равен $0.85$. Найти также термический КПД цикла Ренкина (без учета работы насоса).

Источник

Читайте также:  Потери давления в стояках систем отопления

Диагностика и виды давления © 2021
Все права сохранены © 2020. Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению. Обязательно проконсультируйтесь с вашим лечащим врачом. Внимание! Материалы могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет. 18+

Adblock
detector