Цикл Ренкина с учетом необратимых потерь

Прежде чем построить этот цикл, перечислим узлы, в которых потери имеют место. Прежде всего, это потери в парогенераторе, связанные с процессом теплообмена. Максимальная температура горящего топлива составляет около 1700 ^oС, а температура пара» 550 °С. Остальная теплота теряется с уходящими дымовыми газами. Имеют место потери в паропроводе. Для того, чтобы пар поступил в турбину с температурой t ₁, температура его на входе в трубопровод должна быть выше значения t ₁. В самой турбине за счет трения происходит потеря энергии. Далее, потери в конденсаторе - вследствие необратимости процесса теплообмена (температура в конденсаторе больше температуры окружающей среды). Имеют место механические потери в насосе и потери на преодоление трения. На рис. 20.7 жирными линиями изображён цикл Ренкина в i-s координатах с учётом необратимых потерь. Цикл изображён условно, так как для необратимых процессов справедливо лишь утверждение, что они идут в сторону возрастания энтропии.

 

Рис. 20.7

 

Процессы: 1 – 2_д – процесс расширения пара в турбине; 2_д – 3 – изобарно-изотермический процесс отвода теплоты в конденсаторе; 3 – 4_д – процесс сжатия воды насосом; 4 – 5 – 0 – изобарный процесс подвода теплоты в парогенераторе. Линия 0 – 1 изображает процесс снижения давления на пути от парогенератора до турбины за счёт процесса дросселирования в паропроводе. Параметры точек 2_д и 4_д могут быть найдены, если заданы внутренние относительные КПД турбины и насоса:

. (20.13)

Значение определяется экспериментально и обычно лежит в пределах 0.85…0.90.

. (20.14)

= 0.85 … 0.90.

К следующему занятию курсанты должны:

ЗНАТЬ: методы учета потерь энергии в реальных термодинамических циклах, особенности расчета термического кпд таких циклов.

УМЕТЬ: применять математический аппарат термодинамики к термодинамическому анализу цикла Ренкина и работы ДВС; сопоставлять термодинамическую эффективность установок при различных способах подвода теплоты и преобразования теплоты в работу.

ИМЕТЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ: о теоретических и реальных циклах промышленных теплоэнергетических установок.

 

 

Задания на самоподготовку:

· конспект лекций

· глава 9 учебника А.А. Александрова «Термодинамические основы циклов теплоэнергетических установок»

 

Подпись автора

___________/ профессор каф. физики и теплообмена П.В. Скрипов

 

 

Лекция рассмотрена и одобрена на заседании кафедры

Протокол №_______ от «_____»_____________2006 г.

 

Зав. кафедрой физики и теплообмена

профессор, д.т.н. __________________ / Н.М. Барбин

«_____»_____________2006 г.