Материал: 1150

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Таблица 2.12

Варианты контрольных заданий

Пара-

 

 

 

Варианты заданий

 

 

 

метры

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

DПРОД , т/ч

2,4

2,6

2,8

3,0

3,2

3,4

2,4

2,6

2,8

3,0

рБ , МПа

12

13

14

15

12

13

14

15

16

15

рСЕП , МПа

0,6

0,65

0,70

0,75

0,80

0,6

0,65

0,70

0,75

0,80

DХОВ , т/ч

2,2

2,4

2,8

3,0

3,2

2,2

2,4

2,8

3,0

3,2

t'ПРОД , ОС

50

52

54

56

58

56

50

52

54

56

2.2. Расчет газотурбинных установок

Задача 15. Определить термический КПД цикла газовой турбины (рис. 2.18) с подводом теплоты по изобаре и температуру Т3 , если

даны р1 = 1 бар, Т1 = 273 К, р2 = 9 бар, степень сжатия 3/ 2 = 1,5, а рабочее вещество – 1 кг сухого воздуха.

Решение. Для адиабатного процесса 1-2 степень сжатия

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

p

 

 

k

9

 

 

 

 

1

2

1,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,8.

 

 

p

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

р

q1 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t 1

 

1

 

 

1

 

 

1

 

 

 

0,466.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

1,4 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,8

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для адиабатного процесса 1-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T2

 

 

p2

 

 

 

р1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

q2

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

T1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

1,4 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

1,4

Рис. 2.18. Цикл газотурбинной уста-

 

 

T

T

 

 

 

 

273

 

 

 

 

511 K.

 

 

p

 

новки с изобарным подводом теплоты

 

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для изобарного процесса 2-3:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

T3

;

T3 T2

3

511 1,5 766 K.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

T

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 16. Определить термический КПД цикла газовой турбины (рис. 2.19) с подводом теплоты по изохоре и температуру Т3 , если даны р1 = 1 бар, Т1 = 273 К, р2 = 9 бар, р3 = 13 бар, а рабочее вещество – 1 кг сухого воздуха.

70

Решение. Для адиабатного процесса 1-2 степень сжатия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v1

 

 

 

 

p2

 

1

 

 

 

 

9

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

1,4

 

4,8.

р

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v2

 

 

 

 

p1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Степень повышения давления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p3

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

р1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,44.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

1

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.19. Цикл газотурбинной установ-

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ки с изохорным подводом теплоты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1,441,4

 

0,50.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,4 1

 

 

 

1,44 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для адиабатного процесса 1-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

p

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

p

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,4 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

1,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

,

 

T T

 

 

 

 

 

 

 

273

 

 

 

 

 

 

511 K.

 

 

 

 

 

T

p

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для изохорного процесса 2-3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

T

 

T3

T1

 

p

 

 

 

511

13

738 K.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

3

;

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

T

 

p

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 17. Определить температуру газа за турбиной, работающей с начальными параметрами: рНТ = 0,8 МПа; tНТ = 750 ОС. Давление на выхлопе турбины рВТ = 0,125 МПа. Внутренний относительный КПД турбины Оi = 0,85. Рабочее вещество – воздух (к = 1,4).

Решение. Степень понижения давления в турбине

Т = рНТ / рВТ = 0,8 / 0,125 = 6,4.

В случае адиабатного расширения газа в турбине конечная температура на выхлопе

(T

 

 

Т

 

 

 

к 1

1,4 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

/

 

 

 

(273 750)/6,4 1,4

602 К.

а

НТ

 

к

ВТ

 

 

 

Т

 

 

 

 

С учетом адиабатного КПД

TВТ ТНТ (ТНТ (ТВТ )а ) Оi 1023 (1023 602) 0,85 665,15 К.

71

Бланк задания к курсовой работе

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирская автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Кафедра городского строительства и хозяйства

Задание

к курсовой работе по дисциплине «Генераторы теплоты и автономные системы теплоснабжения»

Студент _______________________

1.Тема работы «Расчет принципиальной схемы тепловой электрической станции».

2.Срок сдачи студентом законченной работы _________________.

3.Исходные данные к работе:

Рассчитать принципиальную схему станции с турбиной при следующих исходных данных:

начальные параметры пара перед турбиной р0 = 11 МПа, t0 = 520 ОС; давление за турбиной рК = 0,9 МПа;

отпуск пара внешнему потребителю из противодавления DВП = 500 т/ч; внутренний относительный КПД турбины Оi = 0,844; электромеханический КПД турбогенератора ЭМ = 0,97;

число отборов пара на регенерацию n = 3;

доля возвращаемого конденсата ВК = 0,80; tВК = 60 ОС; давление в деаэраторе рД = 0,588 МПа;

температура химически очищенной воды tХОВ = 25 ОС; продувка котла aПРОД = 6 % DТ;

потеря пара и конденсата внутри станции aУТ = 0,6 % DТ (условно принято из деаэратора);

продувочная вода котла после подогревателя химически очищенной воды сливается в канализацию с температурой tСВ = 50 ОС.

Принципиальная схема турбоустановки представлена на рис. 2.5.

4. Дата выдачи задания ______________ 201 г.

Руководитель: _____________________

(подпись)

Задание принял к исполнению ______ _______________ 201 г. (подпись студента)

72

Таблица 2.13

Варианты задание к курсовой работе

Параметры

1

2

3

 

4

5

6

7

8

9

10

р0, МПа

11

11,5

12

 

12,5

13

11

11,5

12

12,5

13

t0, ОС

520

540

560

 

520

540

560

520

540

560

580

рК, МПа

0,9

1,0

1,1

 

0,9

1,0

1,1

0,9

1,0

1,1

0,9

DВП , т/ч

500

520

540

 

560

550

500

520

540

560

550

ВК , %

0,80

0,82

0,84

 

0,86

0,80

0,82

0,84

0,86

0,80

0,82

tВК , ОС

60

60

60

 

60

65

65

65

65

70

70

tХОВ , ОС

25

30

35

 

25

30

35

25

30

35

25

aПРОД , %,

6

7

8

 

9

10

6

7

8

9

10

от DТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

aУТ , %, от

0,6

0,7

0,8

 

0,9

1, 0

0,6

0,7

0,8

0,9

1, 0

DТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tСВ , ОС

50

55

60

 

50

55

60

50

55

60

55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметры

11

12

13

 

14

15

16

17

18

 

19

20

р0, МПа

10

10,5

11

 

11,5

12

10

10,5

12,5

 

12,7

13,5

t0, ОС

540

520

550

 

530

550

530

520

540

 

560

580

рК, МПа

1,0

0,9

1,15

 

0,95

1,05

1,15

0,9

1,0

 

1,1

0,9

DВП , т/ч

500

520

530

 

550

530

510

520

540

 

560

550

ВК , %

0,80

0,82

0,83

 

0,85

0,80

0,82

0,84

0,86

 

0,80

0,82

tВК , ОС

60

60

60

 

60

65

65

65

65

 

70

70

tХОВ , ОС

25

30

35

 

25

32

34

25

30

 

35

25

aПРОД , %,

6

7

8

 

9

10

6

7

8

 

9

10

от DТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

aУТ , %, от

0,8

0,6

0,8

 

0,9

1, 0

0,6

0,7

0,8

 

0,9

1, 0

DТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tСВ , ОС

50

55

60

 

50

55

60

50

55

 

60

55

Контрольные задачи

1. В воздухоподогреватель котельной установки поступает 5 м3/с воздуха при температуре t1 = 25 ОС и избыточном давлении 500 мм вод. ст. Определить скорость воздуха после воздухоподогревателя, если площадь поперечного сечения воздуховода F = 4 м2. Температура подогретого воздуха t2 = 200 ОС. Барометрическое давление В =

=750 мм рт. ст. (задачу решить в единицах СИ).

2.В резервуаре находится 100 кг влажного пара при степени сухости х = 0,8 и температуре t = 250 ОС. Определить объем резервуара.

73

3.В сосуде объемом V = 1 л находится в равновесии смесь сухого

насыщенного пара и кипящей воды. Найти степень сухости смеси, если ее масса m = 0,1 кг, а температура t = 300 ОС.

4.В барабане котельного агрегата находится кипящая вода и над

ней насыщенный пар. Определить массу пара, если объем барабана V = 8 м3, абсолютное давление р = 1,5 МПа и масса воды mВ = 6000 кг. Принять пар, находящийся над водой, сухим насыщенным.

5.Барабан парового котла объемом V = 15 м3 заполнили на 50 % сухим насыщенным паром и на 50 % кипящей водой. Определить энтальпию образовавшегося в барабане влажного пара, если давление его р = 10 МПа.

6.Водяной пар, имея абсолютное давление р = 5 МПа и степень сухости х = 0,88, течет по трубе со скоростью 20 м/с. Определить диаметр трубы, если расход пара D = 1,5 кг/с.

7.Для получения 4,5 кг/с воды с температурой 90 ОС имеется

влажный пар при абсолютном давлении р = 0,15 МПа и степени сухости 0,9 и вода с температурой 12 ОС. Определить секундный расход пара и воды.

8.Водяной пар при абсолютном давлении р = 1,5 МПа имеет энтальпию h = 2450 Дж/кг. Определить параметры пара и его состояние.

9. Водяной пар при температуре t = 300 ОС имеет энтропию 7 кДж/(кг К). Определить параметры пара и его состояние.

10.В барабане парового котла находится влажный пар при абсолютном давлении р = 20 МПа и степени сухости х = 0,4. Определить

массу влажного пара, а также объемы воды и сухого насыщенного пара, если объем парового котла V = 12 м3.

11.Определить объем 120 кг влажного пара при абсолютном давлении р = 10 МПа и степени сухости х = 0,8. Насколько увеличится объем пара, если довести его степень сухости до единицы при том же давлении?

12.Один кг водяного пара, имея начальные параметры р1 = 1,4

МПа (абсолютных) и 1 = 0,12 м3/кг, нагревается при постоянном давлении до температуры t2 = 270 ОС. Определить конечный объем пара, изменение внутренней энергии, подведенную теплоту и совершенную паром работу. Изобразить процесс в Т s- и h s-диаграммах.

13. Один кг сухого насыщенного водяного пара находится в закрытом сосуде при абсолютном давлении р1 = 0,8 МПа. Пар охлаждается до температуры t2 = 150 ОС. Определить конечное давление, сте-

74