Баскаков А.П. (ред.) Теплотехника Энергоатомиздат, 1991 (947482), страница 21
Текст из файла (страница 21)
В различных технологических схемах возможны другие варианты парогазавых установок, позволяющих использовать теплоту, выделяющуюся в технологическом процессе для получения механической энергии, чаще всего потребляемой в этих же схемах, на привод компрессоров, насосов и т. д. де В В г е Рис 6.!6. ((икл парогазовой установки сравнению с этими же пиклами, осуществляемыми раздельна.
Мощности и параметры газотурбинной и паратурбинной установок выбираются таким образом, чтобы количества теплоты, отданной в подогревателе П газами, равнялось количеству теплоты, воспринятой питательной водой. Это определяет соотношение между расходами газа и воды через подогреватель П. Цикл комбинированной установки (рис 6 !6) строится для ! кг водяного пара и соответствующего количества газа, приходящегося на ! кг воды. В цикле газотурбииной установки подводится теплота, равная плошали 1-6-8-5, и получается полезная работа 1,,„ равная пло(пади 1-2-8-4-5. В цикле паротурбиннай установки при его раздельном осуществлении количество под- Контрольные пипригм и зидиги 6.! Вывести формулу для КПД цикла ДВГ со сгоранием ири р=сапз! и сравнить КПД лвух циклов при одинаковых значениях е.
пз(из (см. рис. 6 2, и) обсмначить через р К какому значению стремится тн нри (, (З. 6 2. Почему вырабатываема» турбиной мо~цность превышает мощность, затраченную на привод компрессора, если массовые расходы через них рабочего тела и перепады давлений практически одинаковы (см.
рис. 6.4)? 6 3 Пользуясь а, т-лип(раммой водяного пара, (нкчитат КПД никла Ренкина на на. сышеннпм паре при давлении перел турбиной 9,6 МПа. Сравнить с КПД цикла Карно, имеюп(ега те же параметры, а также цикла Реп. кина при перегреве пара да 540 'С. Давление за турбиной р, = 4 кПа. 6.4. Пар из отбора турбины (см. рис. 6.14) с Лавлснием р„,п можно использовать не талька для теплофикации, но и Нля подогрева конденсата, поступающего нз конденсатора н котел Тхе нужно установить поверхностный геплообменник до нли после канденсатнаго насоса, ппдаюшего н котел конленслн 11оны. сит лн зто КПД никла? (з 5 Имеет лн смысл поставить хололнль пик, чтобы снизить температуру конденсации пара за турбиной и тем самым повысить КПД цикла? Часть вторая ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТЕПЛООБМЕНА Глава седьмая ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Л.
СЛ<Ы Оциг ПГ,ШЗ(ДЧМ Согласно второму закону термодинамики самопроизвольный процесс переноса теплоты в пространстве возникает под действием разности температур и направлен в сторону уменьшения температуры. Закономерности переноса теплоты и количественные характеристики этого процесса являются предметом исследования теории теплообмена (теплопередачи). Теплота может распространяться в любых веществах и даже через вакуум (пустоту) .
Идеальных теплоизоляторов не существует. Во всех веществах теплота передается теплопроводногтью за счет переноса энергии микрочастицами. Молекулы, атомы, электроны и другие микро- частицы, из которых состоит вещество, движутся со скоростями, пропорциональнымн их температуре. За счет взаимодействия друг с другом быстродвижущиеся микрочастицы отдают свою энергию более медленным, переносн таким образом теплоту из зоны с высокой в зону с более низкой температурой.
В теории теплообмена, как и в гидромеханнке, термином «жидкость» обозначае1ся любая сплошная среда, обладающая свойством текучести. Г!одразделенне иа «капельную жидкость» и «газ» используется только в случае, когда агрегатное состояние ве- шества играет в рассматриваемом процессе существенную роль. В жидкостях перенос теплоты может осуществляться еше и за счет перемешивания. При этом уже пе отдельные молекулы, а большие, макроскопич.скис объемы горячей жидкости перемешаются в зоны с низкими температурами, з холодная жидкость попадает в зоны с высокими температурами.
(Перенос теплоты вместе с макроскопическпми объе кама вещества носит название к о н в е к г и вн о г о т е и л о и е р е н о с а, или просто конвенции.~ Следует иметь в виду, что одновре. менно с конвекцией всегда сосушесгвует и теплопроводность, однако канве«тивиый перенос в жидкостях обычно является определяющим, поскольку он з ~ачительно интенсивнее теплопроводности. В твердых монолитных телах перемеьцение макроскопических объемов относительно друг друга невозможно, поэтому теплота переносится в них т ~лько ~теплопроводностьюдоднако при на~ реве, сушке зернистых материалов (геска, зерна н т. д.) очень часто искусственно органнзуюз перемсшивание.
Прг песе теплопереноса при этом резко инзенсифицирустся и физически становится похожим на конвективный теплопезенос в жидкостях. (Часто приходится рассчитывать теплообмеи между жидкостью н поверхио- 7П стью твердого тела. Зтот процесс получил специальное название к о н в е к т и в н в я т е и л о о т д а ч а (теплота отдается от жидкости к поверхности или наоборот).) (Третьим способом переноса теплоты является и з л у ч е н и е Излучением теплота передаетсн через все лучепрозрачные среды, в том числе и через вакуум, например в космосе, где это единственно возможный способ получения теплоты от Солнца и потери ее в межзвездное про- странствО.~Носителями энергии при теплообмене излучением являются фотоны, излучаемые и поглощаемые теламп.
)частпуклцими в тсплообмене В большинстве случаев перенос теп. лоты осучцествляется несколькимн способами одновременно, хозя часто одним или даже двумя способал1и пренебрегают ввиду их относительно небольшого вклада и суммарный сложный теплоперенос. тпк КОЛИЧКОТНКННЬН' ХЛРЛК ИлРИГ ГИКИ ПЕРЕНООЛ ТППЛОТЫ Интенсивность переноса теплоты характеризуется(плотностью теплов о г о и о т о к а, т( е количеством теплоты, передаваемои в единицу времени через единичную площадь поверхности. Глава восьмая ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ КЛ.
ООНОВНОЙ ЯДКОН ТЕПЛОПРОНОДНООТИ В основной закон теплопроводности входит ряд математических понятий,определения которых целесообразно напомнить и пояснить. Температурное поле — этосовокупность значений гемпературы во всех точках тела и данный момент времени. Математически оно описывается в виде )=) (х, у, а, т). Различают стаци- Зта величина измеряется в Вт/мз и обычно обозначается и. (Следует обратить внимание на то, что в термодинамике теми же буквами обозначают другие величины: 9 — количество теплоты, у удельное количество теплозы, т е огне- сенное к едиьице массы рабочего тела ) Количесзво теплоты, передаваемое в единицу времени через произвольную поверхность Г.
в теории т.плообмепа принято называть м о щ н о с т ь ю т с илового потока или просто тепловым потоком и обозначать буквой с) )Единицей ее измерения обычно служит Дж/с, з е. Вт Количество теплоты, передаваемое за произвольный промежуток времени г крез произвольную поверхность Е, будем обозначать 77,. Используя эти обозначения, можно записать соотношение между рассмотренными величинами: у=-()Ур=аУ(г7) В общем случае тепловои поток с7, а соответственно, количество теплоты Я, могут изменяться как по времени, так и по координатам, гле выражение (7.1) можно записывать только в дифференциальной форме. д = дЦ!др = дзГ),!(дтдр).
(7.2) онарное температурное иоле, когда температура во всех точках тела не зависит от времени, и нестационарное Кроме того, если температура изменяется только по одной или двум простр нствеиным координатам, то температурное поле называют сооз ветственно одно- или двухмерным. Изотермическая поверхн о с з ь — это ~еометрическое место точек, температура п которых одина- кова Градиент температуры— цгаб 1 есть вектор, направленный по нормали к изотермической поверхности и численно равный производной от температуры по этому направлению.
Согласно основному закону теплопроводности — закону Фурье (!822), вектор плотности теплового потока, передаваемого теплопроаодностью, пропорционален градиенту температуры; 4(= — Л пгаб 0 (8, 1) где Л вЂ” коэффициент теплопроводности не шест на; его единица измерения Вт/(и К). Знак минус в уравнении (В.!) указывает на то, что вектор й направлен противоположно вектору пга6 1, т. е. в сторону наибольшего уменьшении температуры.
Тепловой поток Ьг;) через произвольно ориентированную элементарную плошадку 6Е равен скалярному произведению вектора й на вектор элементарной плошадки 6Р, а полный тепловой поток О через всю поверхность Е определяется интегрированием этога произведения по поверхности /: (8. 2) И.З КОЗ Ь ЬИЦИП1П г011НООРОВОДНООти Коэффициент теплопроводнасти Л в законе Фурье (8.!) характеризует способность данного вешества проводить теплоту. Значения коэффициентов теплопронодности приводятся в справочниках по теплофизическим свойствам веществ. Численно коэффициент теплопроводности Л=р)/пгаб / равен плотности теплового потока при градиенте температуры ! К/м.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
