lekcii (Лекции), страница 10

Этот недостаток можно устранить применением регенерациитеплоты. Регенерация теплоты выполняется путем отборов пара в процессе егорасширения в турбине для подогрева питательной воды.152энтропия перегретого пара (точка1)энтропия кипящей воды при начальном давлении (точка 5)энтальпия перегретого параэнтальпия кипящей воды при начальном давлении15325.6.

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ)ТЭЦ вырабатывает кроме электроэнергии тепло для бытовых и производственныхнужд. Конденсатор отсутствует.15426. Компрессоры26.1 ОпределенияМашины предназначены для сжатия различных газов . В зависимости от принципаработы бывают поршневые компрессоры , турбокомпрессоры и струйные аппараты(инжекторы).26.2 Одноступенчатый поршневой компрессор- процесс всасывания– процесс сжатия до– нагнетания в ресивер припроцессы.процессыи- механические155Термодинамическим процессом является только процесс.- теоретическая работа, затрачиваемая на сжатие.- изотерие- сжатие по политропе- сжатие по адиабатеНаименования работ на сжатие – по изотерие.теплота, отводимая от стенок цилиндра охлаждающей водой.

С увеличениемохлаждения процесс ближе к изотерическому и наоборот.Таким образом, процесс изотерического сжатия является наилучшим, но этопрактически невыполнимо.Адиабатное сжатие самое неблагоприятное. Практикой установлено, чтобы, иначе взрывы масла в нагнетательном трубопроводеПри- применяется адиабатное сжатие.156При- стенки охлаждаются водой..=;адиаб.адиабизот =из-за гидравлических сопротивлений при всасывании и нагнетании,утечка сжатого воздуха через клапаны, механического трения(0.75=Действительная мощность:=Действительная или индуктивная диаграмма отличается от теоретической из-завредного пространства и гидравлических сопротивлений157рабочий объем цилиндраобъем «свежего» газаПроцесс 3-0 – процесс расширения газа во вредном пространствеПроцесс 0-1- всасываниеПроцесс 1-2- сжатие газаПроцесс 2-3- нагнетание газаотносительная величина вредного пространстваобъемный кпд компрессора, характеризует использование рабочегопространства цилиндра+(чем больше, тем меньшеОбъемная производительность компрессора.158- ход поршня;, - диаметр цилиндра.Массовое количество поступающего газа в цилиндр компрессора уменьшаетсявследствие увеличения удельного объема газа из-за нагревания его горячимиповерхностями цилиндра и нагретым газом, оставшимся во вредном пространстве.Коэффициент наполнения равен:температура всасываемого газатемпература газа нагретого в цилиндре в процессе всасывания.Эффективная мощность, затрачиваемая на привод компрессора определяется поформуле:nгдеn- работа на привод компрессора при политропном сжатии газа,m- секундная производительность компрессора,m=где159– плотность газа при нормальных условиях,- объемная производительность при нормальных условиях,– кпд компрессора при политропном сжатии- механический кпд, учитывающий потери на трение- кпд накопленияДля повышения давления нагнетания и применяются многоступенчатые поршневыекомпрессоры.26.3 Процесс сжатия в турбокомпрессорахТурбокомпрессоры позволяют создать невысокие давления при большойпроизводительности.

Одноступенчатые турбокомпрессоры применяются до 5 бар,многоступенчатые до 12 бар и выше. Используются в ГТУ, ДВС. При малых габаритахимеют большую производительность благодаря великой частоте вращения ротора.Разделяются на центробежные и осевые.В первых- поток газа имеет радиальное направление; во-вторых- осевое.Схема центробежного компрессора:1601-входной патрубок;2- рабочее колесо с лопатками изогнутой формы;3- диффузор с каналами, образованными неподвижными лопатками, укрепленными вкорпусе;4- выходной патрубок.161Так как газ двигается сбольшой скоростью, то процесс сжатия происходит с большим трением.

Сжатиепроисходит адиабатно (1-2- процесс адиабатногосжатия1-2g- реальный необратимый процесс сжатия16226.4 Оценка экономичности компрессораЭкономическая оценка работы, как поршневого, так и турбинного компрессора можетпроводиться по двум вариантам КПД:Изотерического КПД компрессораАдиабатического КПД компрессораОба метода оценки эффективности являются равноправными. При расчете реальныхкомпрессоров принимается, что действительная работа на привод охлаждаемогокомпрессора равна работе при изотерическом сжатии; а неохлаждаемогокомпрессора- работе при адиабатном сжатии.16327.

Двигатели внутреннего сгорания27.1 ОпределенияЗа прошедшие 100 лет были созданы и освоены двигатели внутреннего сгорания(ДВС).В ДВС процесс сгорания топлива, выделение теплоты и превращение части ее в работупроисходит внутри цилиндра (в камере сгорания). Работают такие двигатели нажидком и газообразном топливе.

Имеют небольшие габариты и малый удельный весна единицу мощности, кпд до 40% (дизели). ДВС по принципу действия разделяютсяна три группы:1. С быстрым сгоранием топлива при V=const (цикл Отто)2. С постоянным сгоранием топлива при P=const (цикл Дизеля)3. Со сменным сгорание топлива, частично при V=const частично при P=const (ЦиклТринклера)Теоретический анализ всех двигателей включает анализ термического кпдОсновными характеристиками обобщенного цикла ДВС являются:1. Степень сжатияотношение начального и конечного (в конце сжатия)удельного объема рабочего тела.2. Степень повышения давленияотношение давления в конце и в началеизохорного процесса подвода теплоты.3.

Степень предварительного расширенияотношение удельных объемов вконце и в начале изотерического процесса подвода теплоты.16427.2 Цикл с подводом теплоты приV=const и P=const (цикл Тринклера)Термический кпдцикла1Среднее цикловое давление , определяемое в виде работы цикла , отнесенной к1 рабочего объемацилиндра двигателя, является важнейшим показателемработы ДВС, представлено на рисунке в виде застрахованной области.165Графики изменения термического кпд циклатепла в зависимости отс изохорно-изобарным подводомпредставлены на рисунке.27.3 Цикл с подводом теплоты при P=const(цикл Дизеля)Дизель разработал конструкцию так называемых компрессорных дизелей,позволяющих осуществлять раздельное сжатие воздуха и топлива. Теперькомпрессорные дизели не выпускают, но цикл сохранил свое методическое значениев термодинамических исследованиях.166Термический кпдцикла увеличивается при возрастании степени сжатияуменьшается при возрастании степени предварительного расширения.и167При увеличении нагрузки двигателя, т.е.

при увеличении количества подведеннойтеплоты увеличиваетсянагрузкилинии).и не изменяется. Следовательно, по мере увеличениятакого цикла увеличивается. Это видно из TS-диаграммы (пунктирные16827.4 Цикл с подводом теплоты при V=const(цикл Отто)В этом цикле сгорание происходит с воспламенением рабочей смеси (около ВМТ) отэлектрической искры.

Время сгорания очень мало, в связи с чем допустимо принять,что процесс сгорания осуществляется при постоянном объеме.В рассматриваем цикле, поэтомуСреднее давление цикла:Нагрузка на двигатель для цикла равна169Следовательно, при заданных значенияхстепени повышения давлениятермическиц кпднагрузкаи не зависит от степени сжатияпропорциональна. Это значит, чтопри изменении нагрузки не изменится.С увеличением количества подведенной теплоты (увеличивается ) среднее давлениециклатакже увеличивается недостаток: при большихвзрывное горение.

На практикепроисходит детонация-.28. Циклы газотурбинных установок (ГТУ)28.1. ОпределенияПростейшая газотурбинная установка с изобарным подводом теплоты (p=const)состоит из компрессора, газовой турбины, камеры сгорания (цикл Брайтона)170К- компрессорКС- камера сгоранияГТ- газовая турбинаГ- генераторПреимущества ГТУ:- нет возвратно-поступательных движений поршня;- позволяет при небольших размерах агрегатов создавать большие мощности.Недостатки ГТУ:-высокие температуры газов на лопатки турбинных колес во время работы двигателя;-недостаточно высокий кпд.17128.2. цикл в PV и TS-диаграмме с изобарными изохорным подводом теплотыстепень повышения давления=степень сжатия.Из соотношений следует, чтоцикла ГТУ с P=const определяется для данногорабочего тела степенью повышения давления или степенью сжатия, т.е.

толькохарактеристиками компрессора. Обычно. Это связано с ростомтемпературы пара перед турбиной, минимум которой ограничиваетсяжаростойкостью материалов, из которых изготовлены лопатки.172Наряду с изобарным подводом теплоты в ГТУ возможно осуществлять подвод теплотыпри V=const. Схема такой ГТУ не отличается от приведенной, но конструкция камерыдругая. С помощью системы клапанов рабочий объем камеры сгорания периодическиотключается от турбины и компрессора, образуя замкнутый объем, в которомпроисходит сгорание при V=const.Параметрами цикла являются степень повышения давлениясжатия в компрессореЭффективный кпд ГТУ с; степень; степень дополнительного повышения давлениябольше чем эффективный кпд ГТУ с.Конструкция ГТУ ссильно усложнена из-за камеры сгорания и системыуправления клапанами.