Показать сравнительным расчетом целесообразность применения пара высоких начальных параметров и низкого конечного давления на. 3

Показать сравнительным расчетом целесообразность применения пара высоких начальных параметров и низкого конечного давления на примере паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, определив располагаемый теплоперепад, термический КПД цикла и удельный расход пара для различных значений начальных и конечных параметров пара. Указать конечное значение степени сухости Х2 (при давлении Р2). Изобразить схему простейшей паросиловой установки и дать краткое описание ее работы. Представить цикл Ренкина в диаграммах T-S и h-S. Задачу решать с помощью h-S - диаграммы. Представить графическое решение задачи в h-S-диаграммах.

Параметры пара 1-го варианта Параметры пара 2-го варианта
Р1, бар t1,°C Р2, бар Р1, бар t1,°C Р2, бар
9,7 310 7,7 10,7 360 6,20
Термический КПД цикла Ренкина выражается формулой:
ηt=h1-h2h1-h2'
где h1 - энтальпия перегретого пара, кДжкг; h2 - энтальпия пара в конце расширения, кДжкг; h2' - энтальпия конденсата кДжкг, определяется выражением:
h2'=cp×t2
где cp=4,19кДжкг×К - теплоемкость конденсата; t2 - температура конденсата при давлении Р2.
Для определения значения энтальпии h1, находим на диаграмме h-s водяного пара изобару p1=9,7 бар=0,97 МПа (p1=10,7 бар=1,07 МПа) и изотерму t1=310 °С (t1=360 °С). Пересечение этих линий образует точку 1, которая соответствует состоянию перегретого пара. По этой точке на оси ординат определяем величину h1=3073,7кДжкг (h1=3178,1кДжкг).
Так как в цикле Ренкина процесс расширения пара осуществляется по адиабате (изоэнтропийно), то на диаграмме h-s он изображается вертикальной линией 1-2. В свою очередь, при пересечении адиабаты расширения, проведенной из точки 1, с изобарой p2=7,7 бар=0,77 МПа (p2=6,2 бар=0,62 МПа) получаем точку 2, соответствующую состоянию пара в конце расширения

. По этой точке на оси ординат определяем величину энтальпии h2=3014,9кДжкг (h2=3030,3кДжкг).
После этого отработавший пар конденсируется при неизменном давлении p2=7,7 бар=0,77 МПа (p2=6,2 бар=0,62 МПа) и соответствующей этому давлению температуре t2. Так как в области влажного насыщенного пара изотермы и изобары совпадают, то для определения температуры отработанного пара из точки 2 диаграммы движемся по изобаре до пограничной линии x=1. При степени сухости x=1 (точка 3) изотерма отклоняется вправо от изобары. Эта изотерма соответствует значению t2=280 °C.
Линия постоянной степени сухости, проходящая через точку 2, соответствует величине x2=0,32.
По заданным значениям параметров из диаграммы h-s следует:
I вариант II вариант
h1=3073,7кДжкг
h1=3178,1кДжкг
h2=2514,9кДжкг
h2=2530,3кДжкг
t2=280 °C
t2=285 °C
x2=0,32
x2=0,41
h1-h2=558,8кДжкг
h1-h2=647,8кДжкг
h1-h2'=1900,5 кДжкг
h1-h2'=1984кДжкг
ηt=h1-h2h1-h2'=0,294 (29,4%)
ηt=h1-h2h1-h2'=0,326 32,6%
Контрольный вопрос.
Схема графического решения задачи по диаграмме водяного пара.
Схема простейшей паросиловой установки.
Краткое описание паросиловой установки:
В паровом котле паросиловой установки 1 за счет подвода теплоты Q1, получаемой за счет сгорания топлива в топке, образуется пар при постоянном давлении p1