Книга: Методические указания по решению задач по термодинамике

Распознанный текст из изображения:

3) срвднюю молвкулярную массу смвси ~и

ч.) чарци~льныв давлвчия уо и пзрциальныв объвмы Ь' ко чонвн-

ОВ;

5) пло.но:ти компонвнтов и смеси при норчальных условя 'ях

( ф. и Я ) и пои у"ловчях хранения ( ~0, и О ).

б ~ парциальн з плотности к ипонв~ тоь(т.в. плотности при Я и ~' '~,

и

7) ассу ко.попвнтов Р6~ и смвси Р7 и ~бъвм 2~, занимавмый

сивсью при нормальных у.лсзиас;

8) энтальпию, знутраннюю эчсргию и эн рок ~ю компгчвнтов сс

4с, 5~' и с еси с., И, Ю при условиях хрвнвния;

9) изобарную и изо рную истчнныв твплозмкости компонентов и смвси.

массовую. Иольную и ~бъвмну.~ (для 1 нм ) при условиях:ранвьня.

5

Ыеео инеокие каеания к анеонвевию авд~ния К Ю

Выполнить расчет, соблюдая поря~~к, указанный и разделе "Рэсчэтнов зал~низ". ПНРамвтР компонвнтоня ~в~исн~цив ~т твмпвР"ТУРы и давления ( О;, 6; ~,, Ср~ „ с "редвляются по таблица~', тврмодинамических снойств галич и ксвпона (такач. 1 и 2 прило: зния 1). при этом нвпротабулированныв значв: ~я ф; , ~; , 5;, Щ ВЫЧИСляЮтоя ГО фОрыупаи ЛИНВйНО"О ИНМрПОЛИрОВ.ГИя, Н-П~.,МВр,

~=ь, + — ~ ~' ~T-7,~.

Гч

Энтальпин к эп.роняя ксзнон- в табл. 2 и ~алия в табт. 1 отсчитоны дт разных на™ал: ~'~с и ув От 0 К, з Сна и Зна о; 75 К. П -этому при подсчете велич н ~ и Х д..я смвси слвдуОт " значвниям С~~ и юг~ ~рибав ять значвния Ос~твв стьвнно ~ уняв ви ,'~ив , указанч а в кояпв табл. 1 прилочвния 1,

Р. Оч~тныв формулы лаять из рокомвндувмой литерат ры. Энтвльию, внутрсннюю энвргию и энтропию с~ сн, удовл~творяюииа соютноивнию; тдитииностк, рассчитывать по слвлующии формулам

и= ' -,ог".

3 вс, Г= -й 'ч' Р я/7Р; с. ллем

5= Е о. у. — Я Е

Юная Ф4 4 юг

~ — Ъ - энтрог я к' гонвнто пои у~човиях хранвния

г ЮВ а

сивсц; ьторов "ла™замов равно эн-роппи смешания (см.прилож.ч

Ь

КОМПОНВЕ ТОВ и О ТНЯ'ЛИЯаи Определить Я , ~, , Х, при у0 = 10 бар и — 950 К. Рвненг1

ч50 К = б77 С. Из табл. 1 приложвния 1 при уО = 10 бар" Знвчвния ~у, ~ и Х гелия при ~ = 677 С опрвдвляются

о линейным интврполированивм в интврввдв твмпвратур б"0-700 С: Р~~~ ~~ж УОО -б5'р ф77-6ХО~ = о,~Овч- а,нУ~~~ г7- Оховц

р~з р

~~~~ +.~~д ~~-© Я7Ч -65ф=33 78,5 + ЗЮЗЮ~ -ж8,к

Г7=ЗХЧ,~ ~~; -~67'т = ~бят + (6 T 7-~50/= ~.~~~~~~ + + ю,8~Ю-~,цу~~ ~д,„,

хо = ~.68УХ кгк Из табл. 2 прилоквния 1 при ,О = 10 бар: Знвчвния ~0, с'. и Х ксвнона при У = 950 К опрвдвляются интвр"олированивм в интврва..э твмпврвтур 900-1000 К: и) При Р = 15 бар твриодинамичвскив свойства компонвнтов опрвдвляются как полусумма значвний при ~~ = 10 бвр и у0 = 20 бар.

7

Распознанный текст из изображения:

Эаданив М2

~Ъао +Р

Я

ГАЭЗВНИ ЦИКЛ ТУРБОУСТАНОВКИ

с~ ~~ м~ю

у.г О

П и~ ип ействия ГТУ

Дййе щдэа

~ яяОУ + АЗД УУ

=~ЗГУРА еЧэ /фгуу

1. Техническая термодинамика. учебчик. Под ред. В.И.Крут вз,

М., "Вмещая школа", 1971, стр. 1~7-116,:27-?28.

2. В.А.Кириллин, В.В.Сычев, А.~..Шейндл~н. Техническая термодинсъ.,кв. учебник. й., "Энергия", 1974, гл~ве первья, 1-5 и 1-6.

Зьдание В 2 составлено применительно к темам: "Эаконы тврмодинаиики", иразовые процессы" и ' Газс~ые циклы". "роводится расчет обрат мого газового цикле и оценка его зффе . авности путви сравнения термического к.п.д. рассчитываемог цикла с термическзм к.п.д. соотзетствующвго цикла Карно. В задании представлены два метода расчета обратимых циклов: енал "тический и г1'уический.

Принципиальная схеме одчоконтурной газотурбинной установки, работающей по заикнутому ции.у (ЭГТУ), показана на рис. 1. Теоретический цикл атой установки — цикл' с подводом теплоты при ,0 = СОНГ. и адиабатическии скатием рабочего тела ~ представлен

%~

на рис. 2.

Рис. 1. Принципиальная схема ЭГТУ:

1 - ядерный реактор (ЯР) или радиоизотопный источник теплоты (РИ"); П вЂ” газовая турбина (ГТ); Ш иеханический генератор электроэнергии; 1У - холодильник- излучатель (ХИ) для сброса тепла; у - компрессор

От источника 1 (рис. 1) теплота подводится к рабочему телу (процесс 2-5 на рис. 2); рабочее тело расширяется в туобине П

м)

Вещество, за счет изменения состояния которого получеют рабо-

Распознанный текст из изображения:

Продолжение табл.

1,0

Таблица 2

Результаты расчета процессов

100 1оО

0,50

ЛНННЛЧЧНИ~ ЧНДННИЧ Н

Чвттоди~вские

казвния к

Рабочее тело ( дноатоиныв ззы) ассма 'р. вается как идеьльпыи газ. Расчетные формулы взять из конспекта лекций ил~ из рекоивндуеиой ~ит~.:ату~ . Рвс ет вчполнять з порядке, указав ои в рзз вле "Г счетное з дание".

12

~1 12 15 14 15 1б 17 18 19 20

10 ;5 20 40 50 б0 70 80 9С

г~

85 80 70 60 50 40 7л

Рл

10

100 100 10С 1~0 100 0 0

100 100 100 "ОО 100 Э 0 0 0 0

0

0

0

Сч

0

100

100 ~

00

100

1С )

0 С С О 100 100 100 ~ОЭ 100

1. В первой час~и задания производится аналитический расчет

и построение цикла с заданныии парвиетрвии /7р 7' 7~ ~Ц

сначала для рабочего тала М 1, в затеи для рабочего тела йн 2.

Все расчеты должны быть приведены в задании. Результаты для

каждого из циклов свести з нижеследующие таблицы.

Таблица 1

Пвраиетры оснонных точек цикла

Таблица 5

Основные характеристики цикла и установки

Распознанный текст из изображения:

Еч

Сравнение основных показателей при разных составах

рабочего тела

Построение цикла оформлять, как показано на рис . 3, Ф и б. Начинать ооотроатиа онантат н координатах ттрн/- штат 1иа иотарифмической бумаге), Построенке циклов должно быть выполнено с соблюдением масштаба.

рио. и. поотроанна них~ и ноорхнинтнх фю фО ф

Р 67064~1 СОсФЙд Ф Я

Рис. 4, Построение цикла в координатах Р= 0

гис. э. построение цикла н координатах у-у'

В координатах р †,0 какдую адиабату строить по двум-трем промежуточным точкам.

В координатах Х. — 7' каждую изобару строить по двум-трем промежуточным точкаи. Положение точки 1 по оси Х выбирается условно.

П. Во второй части задания проианодится графический расчет цикла с теми же заданными параметрами

Й,7е, 7э,ф

для рабочего тела 1е 2.

Графический метод расчета процессов по диаграмие х-7" основан на тои, что значение определенного интеграла

~7~я прь - ~,, пЛ тк/ки

<

численно равно значению некоторой площади в координатах Х-7: Значение атой площади подсчитывается приближенно ~как площадь прямолинейной трапеции) °

Перед твм как приступить к графическому расчету цикле, необходимо разобраться по конспекту лекций или по рекомендуемой литература, как с поиощью диаграмиы Х-7 подсчитываются значения

ЬО и ~Ъ ь по величине и по знаку,

Распознанный текст из изображения:

Задание ФЗ-

ПАРОВОЙ ЦИКЛ МГД-ЭНЕРГОУСТАНОВКИ

Задание составлено применительно к темам: "Циклы паросиловмх установок" и "Термодинамике потока".

П ия ип ействия М Принципиальная схема ЖМГДУ покаянна на рис. 9. В качества

и) теоретического цикла, совершаемого низкокипящии теплоносителеи, рассматривается цикл Репнина с перегревом пара ~рис. 1О) Рис. 8. Пример офориления графического расче~а процесса Рис 9. Принципиальная сх~м~ ИМГДУ с днух

компонвнтныи рабочим телом: ЯР - ядерный реактор; И - инжектор; ДС - двухфаанов сопло; С - сапера:ор; МГДГ - генератор; Д - диффуаор; ТО - твплообмвняик-рвгенератор; КЙ - конденсаторизлучат~ль; ЭМН - насос," 1 — горячий контур; П-

холодйый контур

Тепло, выделяющееся в ядерном реакторе, затрачивается на нагрел теплоносителя в горячем контуре . Теплопоситель горячего контура ~высококипящий) и теплонсситвль холодного контура (нивка- ") ЖМГДУ - магнитогидродинамическая установка с жидкометаллическим теплоносителем.

19

Распознанный текст из изображения:

кипящий), оба в жидкой фазе, поступают в инжектор. Холодный низкокипящий теплоноситель при смешении с нагретым высококипящим теплоносителем превращается в перегретый пар (процесс 11-1 на рис. 10), которыИ в двухфазном сопле расширяется и ускоряет капли жидкости (процесс 1-2). В сепараторе происходит разделение жидкости (высокакипящий теплоноситель) и пара (низкокипящиИ теплоноситель). Жидкость поступает в канал ИГД-генератора, где ее кинетическая энергия преобразуется в электроэнергию вследствие торможения электропроводной струи в магнитном поле. В диффуэоре остаточная кинетическая энергия жидкости преобразуется в потенциальную, что обеспечивает циркуляцию лития в контуре.

Р

Я

Рис. 10. Теоретический цикл контура калия: 1-2 ау — изоэнтропическое расширение смеси в ДС;

1-2 - условное изо~рэжение процесса расширения с учетом необратимости; 1-2 - условное изображение процесса расширения с учетом необпатимости и торможения потока перед теплообненником; 2ш-8 - отдача теплоты паром калия в ТО; 8-9 — конденсация калия э КЛ; 9-11 - подиод тепла к жидкому калию в ТО 11-1 - смешение компонентов н теплообмен в инжектора

Пар из сепаратора,.отдавая часть тепла в теплообиеннике (процесс 2"-8), поступает в конденсатор-излучатель, сбрасывающий отработанное тепло (процесс 8-9). Жидкость из конденсатора-излучателя откачивается электромагнитным насосом и через теплообменник (процесс 9-11) поступает и инжектор. Наличие теплообменника в холодном контуре облегчает конденсацию и испарение низкокипящего теплоносителя. Часть вырабатываемой и ЫГД-генераторе энергии затрачииаетсн в электромагнитном насосе для создания нап~ ра и холодном контуре.

Исхо ные анные и асчетное эа ание

Определить параметры рабочих веществ в контурах МГД-энерго- установки с двухкомпонентным парожидкостным циклом, построить цикл низкокипящего компонента 'и координатах Х-T и Ю -А и рассчитать показатели основных агрегатов при тепловой иощности ядерного реактора О» = 5 МВт, имея заданными температуру лития 7ж на выходе иэ реактора и перепад темпера ур д 7~о 7в — 7у и реакторе, где 7~ - температура лития на входе в ядерный реактор.

Принять:

~ 7~ = 50' для заданий й 1 - 10;

д7~;= Щ' ° ~ П - 20;

~Д,= 50 " ~ 21 - 50;

Юаню= 60 " 'М 51 - 40.

Значения температуры ц К и давления ~~~ бар г~ ъыходе из реактора лаять иэ "аблицы чисходных д; ныхв Перепады дазланий 3 инжекторе Ь Я~~ др , = 0,5 бар и реакторе ~ ~$~ 0,25 бар одинаковы для нсех вариантов. В теплообменнике-регенераторе пол,ностью срабатывается скоростной напор пара, выходящего из сепаратора. Коэффициен"ы скорости двухфазного сопла для паровой фазы

ф'»= 0,95, для жидкоИ фазы ~Р'еи 0,90, для сеператора ф ' 0,95. Значения КПД пгрегатои принять:

У =07р ~,„„= 0,5; ~ . - о,в.

рренеченив. еернонинеиичесние словечно «влне и левее нв ниниях насыщения приведены и табл. 5 и Ф приложения 1. Область перегретого пара калия представлена на диаграмме .Я-4. (рис. 11 ).

Таблица исходных данных к заданию й 3

Распознанный текст из изображения:

ПРИЛОЖЕНИЕ 1н)

Продолкекие табл. 1

Таблица 1

Термодинамические свойства гечия при высоких

теыпературах

р 10 бар

-0,93353

-0,75542 -0,58322 -0,41655 -0,25506 -0,098445 0,05358 0,2012~ О. 34491

,~к/кг.К

*5 бар

р «20 бар

«) ~

Таблицы териодиланическиг свойств веществ, содеркащиеся в прглонении 1, взяты из "Гправочника пс те"лсиргзическин свойствен

газов и кидностей" (автор Н.Б.Вартафтик). М., "Наука", 1972.

26

300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 550 600 650 700 750 мО 850 900 950 1000 1100

0,3~724 0,3~804 0,51934 0,31109 ~,29221 0,27549 0,26058 0,24720 0,23513 0,22418 0,21421 0,20508 0,19671 0,188ч8

0,1722»

2286,5 2390,3 2494,2 2598,0 2857,7 3117,3 3376,ч 3636,6 3896,2 4155,9 4415,5 4675,1 4934,8 5194,4 5713,7

1,6408 1,7843 1,9241 2,0602 2,3056 2,6918 2,9810 3,2549

3,5151.

3,7628 3,5993 4,2255 4,4422 4,6503 5,0429

360 380 400 420 440 460 480 Я)0 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1СР~ 1100

О,о3807 0,80989 0,78353 0,75884 0,73566 0,71835 О,ь9330 0,67390 0,65558 0,63818 О,, 2170

,5г»00 0,5Ч362 0,52084 0,49412 0,47001 О,»4814 0,42821 0,40998 0,39324 0,37"82 0,35033

1561 е1

1664,9 17Ь8,8 1872еб 1976,5

2080,3

2184,2 7288,0 2391,9 2495,7 2599,6 2859,3 3118,8 3378,5 3638,1 3897,7 ч157,3 4417,0 4676,6 4936,2 5195,8 5715,1

,3725 ,1944 ,0222 «8555 ,6940 ,5374 ,3854 ,в377 0341 ,95438 . 183, ,49294

27

Распознанный текст из изображения:

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 2

Т = 1000 К

Т =11И) К

СРллвчвнгз. Гвплоеикоогь гелиЯ Ср пРи геипеРегчгвх С-1ССР С

о

и давлениях 1-200 бар считат1. пос оянной и равной 5,192 КДг/кг.К

Значения ~ КДж/кг и Х КДж/кг.К в т~блице для гелия

отсчи аны от 273 К.

При 273 К: ~ 14гя,3 КДж/кг г Х, = 29,65 кДж/иг.К

Таблица 2

Терно"инс яческие свойства ксенонв

коз с

йЯ

«д. ~

Р как

~ «Яъ~а

Р, ~'ор

С~винченце. Свечения к крнгкг и г чдкгкг.г в

таблипре для ксеноыа Отсчитаны от 0 К.

Таблиц 3

Термодинамические сисйст' а жидкого лития нв

линии насыщения

5

10

го

5

10

20

13,19 Рбр43 53р08

11,29 22,59 45,г4

9,87 19,74 39,47

Т = 600 К

215рб

215,1

г14,3

Т= 700 К

231,5 231,2 230,6

Т = 800 К

247,4 247,2 246р7

1,3005 1,2560 1,2110

1,3249 1,2807 1,2360

1, 3462 ~,3020 1,2576

0,1596 0,1609 0,1636

0,1592 0,1601 0,1620

0,1590 0.1596 0,1610

5

10

20

5

Ы

~Э

5

10

20

8,769 17,53 35,02

7,890 15р77 31,49

7,172 14,33 28,61

бг573 13,13 26,21

б, 068 12, 12 24р~З

Т = 900 К ~63р3 263,1 262, 3

279,2 279,0 "78,8

285,0 294,9 2~4р8

1,3651 1,3209 1р2766

1,3819 1,3379 1,2936

1,3971 1,3531 1,3089

С,1588 0,1593 0,1604

0,1587 0,1591 0,1599

Р,1586 0,1590 0,1596

091586 0,1588 0,1 94

0,1585 0,1588 0,1592

Распознанный текст из изображения:

Я си~ л~л

О О н й Ф ~Р й й Ф

н н

Я н 04 с 1Л ~,0 ОЭ ~ Ф ~0

н й Р л Ф 10 $ч б3 н н н

е е е в е е е е е е е

~Л Ф Ф + ~ ~ ~ -Ф Ф

~н с а с- о с н ~о н ю о -~. ннс~сзя~о~сосос с ц>со~л

е е е е е е е е е е е в

щ м Й н н н н н1 н н н н

МЪ Э ОЪ М О~ 00 СЧ Ю С:> ~Ъ

~~ Ф ь с- с- с~ са а) со в а 8 =Р ~м ы см сч см ж сч см м м м~ мъ

$~

'сдс

-~н со ю ~ч сл,о е о с в и м

~-~с0 ~л ~л н к ю Ф 4ч 0~ с ~л <ч с" ~чэ ю О ю м~ ц~ ~й ~л ~Ф ~ -'Ф' -Ф

Продолжение табл. 3

я

С1 Оэ Пф

О 44 О Ю

сомъ ' О с н щ

Р Ф

Ф ГЪ

ВГ1 СЭ Ю ь ~Л <Ч ~Л НЪ М

с-с~й~а осчсоам

° е е е ° е е Ф °

ср ср с~ э ср о~ о~ со м со и н и н н

Файл скачан с сайта StudIzba.com

При публикации файла на другом ресурсе, активная гиперссылка на studizba.com обязательна