Показатели термод свойства лопаточного компрессора.

Сжатие адиаб.-е Q^e =0; приним-ся l_тр =q_тр.

1-2 адиаб. изоэнтропный процесс (ид-й);

1-2^/ адиаб. неизоэнтропн. Процесс (реал.).

Ком-р – открытая проточная система.

1 з. т/д для откр. Системы6

q^e=0, h₂≈h₁

w₂≈w₁ (комп-р поток не разгон. и не тормозит);

w²/2<<i => можно принебречь.

1) адиабат. КПД:

η_{ад к} =η_{S к} = l^ид_к /l^д_к = (i₂ –i₁)/(i^’₂ –i₁)= 0,8..0,85 ид.газ → η_{ад к} = (С_р(Т₂ –Т₁))/((С_р^’ (Т₂^’ –Т₁)= (Т₂ – Т₁) /(Т₂^’ –Т₁).

2)Эксерг. КПД:

η_{ex к} =1-(Δ℮_необр /(℮₂ -℮₁)= 1-Т₀ΔS_необр /(℮₂ -℮₁), ℮₂ -℮₁= (i₂ –i₁)-T₀ (S₂ – S₁) = i₂ –i₁ =l_к^ид.

3) Δl_к =l_к^д –l_к^ид;

l_тр =q_тр =С(Т₂^’ –Т₁)=(С_ν (n-k)/(n-1))*(T₂^’– T₁)

Δl_к =(i₂^’ –i₁)-(i₂-i₁)=(i₂^’ –i₂) =C_p (T₂^’ – T₂) = q_2-2^’; Δl_к > l_тр =q_тр в процессе сжатия в компр-ре за счет q_тр t –ра раб.тела↑ →рост затрат работы

Δ℮_необр =T₀ΔS_необр

Δl_к > l_тр =q_тр > Δ℮_необр

ΔS_необр = Сln(T₂^’ /T₁)=(Cν (n-k) /(n-1)) 8 ln(T₂^’ / T₁).

48. В термодинамики большое распространение получил так называемый метод циклов, разработанный Клапейроном.

Тепловая машина состоит из нагревателя, рабочего тела и охладителя рабочего тела. Охладителем, в конечном счете, служит окружающая среда. Тепловая машина работает по принципу замкнутого цикла, совершая круговой процесс. В ходе прямого цикла рабочее тело, например, пар, получив от нагревателя количество тепла Q₁, расширяется от объема V₁ до объема V₃. Согласно первому закону термодинамики, это тепло расходуется на нагревание рабочего тела и на совершение механической работы

Q₁ = E₂ ‑ E₁ + A₁₃, где E₂ ‑ E₁ — изменение внутренней энергии рабочего тела при переходе из состояния 1 в состояние 3. При обратном цикле над газом производится работа: газ сжимается и передает охладителю количество тепла

‑ Q₂ = E₁ ‑ E₂ + A₃₁.

49. Идеальный цикл газотурбинной установки при постоянном давлении

 

В адиабатном процессе 1-2 происходит сжатие рабочего тела от параметров точки 1 до точки 2. В изобарном процессе 2-3 к рабочему телу подводится количество теплоты q(1) от верхнего источника теплоты. По адиабате 3-4 рабочее тело расширяется до первоначального давления и по изобаре 4-1 приводит к параметрам точки 1 с отводом теплоты q(2) к нижнему источнику теплоты.

-степень повышения давления в компр.

-степень изобарного расшерия

50. Идеальный цикл газотурбинной установки про постоянном объёме:

В адиабатном процессе 1-2 рабочее тело с параметрами точки 1 сжимается до параметров точки 2. В изохорном процессе 2-3 к рабочему телу подводится некоторое количество теплоты q(1)/ Затем рабочее тело расширяется в адиабатном процессе 3-4 до начального давления и по изобаре 4-1 возвращается в первоначальное состояние, характеризуемое параметрами точки 1.

- степень повышения давления в компр

- степень добавочного повышения давления.

51. Все современные ДВС подразделяются на 3 основные группы:

1.Двигатели, в которых используется цикл с подводом тепла при постоянном объёме.

(Цикл Отто)

2. Двигатели, в которых используется цикл с подводом тепла при постоянном давлении.

(Цикл Дизеля)

3.Двигатели, в которых используются смешанный цикл с подводом тепла как при постоянном объёме так и при постоянном давлении (Цикл Тринклера)

 

52. Цикл Отта.

Идеальный газ с начальными параметрами сжимается по адиабате 1-2. В изохорном процессе 2-3 рабочему телу от внешнего источника теплоты передаётся количество теплоты q(1). В адиабатном процессе 3-4 рабочее тело расширяется до первоначального объёма. в изохорном процессе 4-1 рабочее тело возвращается в исходное состояние с отводом от него теплоты q(2) в теплоприёмнике. Характеристики цикла: - степень сжатия; - степень повышения давления. Количество подведённой и отведённой теплоты равно:

- КПД цикла

- работа цикла

53. Цикл Дизеля

Газообразное рабочее тело с начальными параметрами сжимается по адиабате 1-2. В изобарном процессе 2-3 телу сообщается некоторое количество теплоты q(1). В адиабатном процессе 3-4 происходит расширение рабочего тела до первоначального объёма. В изохорном процессе 4-1 рабочее тело возвращается в первоначальное состояние с отводом теплоты q(2). Характеристики цикла: - степень сжатия; - степень предварительного расширения.. Количество подведённой и отведённой теплоты равно:

- КПД цикла

работа цикла.

54. Цикл Тринклера – Сабатэ.

На рисунке представлен идеальный цикл двигателя со смещённым подводом теплоты в pv- координатах. В адиабатном процессе 1-2 рабочее тело сжимается до параметров в точки 2. В изохорном процессе 2-3 к нему подводится первая доля теплоты , а в изобарном процессе 3-4 – вторая - . В процессе 4-5 происходит адиабатное расширение рабочего тела и по изохоре 5-1 оно возвращается в исходное состояние с отводом теплоты

в теплоприёмники. Характеристики цикла: - степень сжатия; - степень предварительного расширения..

- степень повышения давления.

Количество подведённой и отведённой теплоты равно:

- термический КПД цикла

55. В паросиловые установках рабочим телом служит пар какой либо жидкости(обычно водяной пар). Наиболее совершенным идеальным циклом, как известно, является цикл Карно. Паротурбинная установка должна состоять из парового котла, парового двигателя, конденсатора и компрессора. Цикл Карно, где в качестве рабочего тела используется насыщенный пар, представлен на рисунке

Рассмотрим процессы цикла: 1-2 –адиабатный процесс расширения пара в цилиндре двигателя; 2-3 – конденсация пара в конденсаторе; 3-4 – сжатие пара в компрессоре; 4-1 – парообразование в котле. Термический КПД определяется по формуле:

Недостатки цикла Карно заключается в необходимости использования громоздкого компрессора и больших затратах работы на сжатие пара в процессе 3-4.

56. Цикл Ренкина в pv-кординатах:

Рассмотрим процессы цикла: 1-2 – адиабатное расширение пара на лопатках паровой турбины; 2-3 – конденсация пара в конденсаторе; 3-4 – сжатие воды в конденсатном насосе; 4-5 – подогрев воды до температуры кипения в котле; 5-6 –парообразование в котле; 6-1 – перегрев пара в пароперегревателе. Теоретическая работа цикла . Термический КПД цикла Ренкина: . Удельный расход пара:

.

где -это часовой расход пара; N- выработанная электроэнергия.

57. Способы повышения эффективности цикла Ренкина. Увеличение начального давления пара p(1) при неизменной начальной температуре Т(1) позволяет значительно увеличить КПД цикла Ренкина. При увеличении начальной температуры Т(1) также происходит увеличение КПД цила. Большое влияние на КПД цикла оказывает конечное давление в конденсаторе. Конечное давление значительно увеличивает адиабатный перепад и уменьшается среднеинтегральная температура отвода теплоты, что приводит к уменьшению потери работоспособности от необратимого теплообмена в конденсаторе.

58. Рассмотрим обратимый цикл Карно.

Цикл Карно может протекать не только в прямом, но и в обратном направлении.

Машины работающие по такому циклу называются холодильными машинами. Это тепловые машины, которые создают и поддерживают разность температур путем отнятия теплоты у более холодного тела и передачи её более горячему телу. В процессе 1-2 рабочее тело (холодильный агент) расширяется по адиабате с уменьшением температуры от Т(1) в точки 1 до Т(2) в точке 2. Затем газ расширяется по изотерме 2-3 с подводом теплоты q(2) от источника с температурой Т(2). В адиабатном процессе 3-4 происходит увеличение температуры рабочего тела от Т(2) до Т(1). В изотермическом процессе сжатия происходит отвод от рабочего тела теплоты q(1) к верхнему источнику теплоты. Эффективность работы холод. машины характеризуется холод. коэффиц. . Отопительный коэф. где -суммарная работа.

59. Машины работающие обратному циклу называются холодильными машинами. Это тепловые машины, которые создают и поддерживают разность температур путем отнятия теплоты у более холодного тела и передачи её более горячему телу. Цикл холодильной установки представлен на рисунке

1-2 – адиабатическое сжатие воздуха в компрессоре 1 от давления р(1) до р(2); 2-3 – изобарный процесс отвода теплоты q(1) сопровождающийся понижением температуры рабочего тела от Т(2) до Т(3); 3-4 адиабатическ. расширение рабочего тела в детандере 3 с понижением температуры от Т9(3) до Т(4). 4-1 – изобарный подвод теплоты к раб. телу в теплообменники 4 с возрастанием его темпер. от Т(4) до Т(1). Работа цкла . Эффективность работы холод. машины характеризуется холод. коэффиц.

60. Впарокомпрессионных холодильных установках в качестве рабочего тела используют низкокипящие жидкости.

1-2 процесс адиабатного сжатия в компрессоре; в конденсаторе 2 холодильный агент вначале охлаждается(процесс ) при p=const и затем конденсируется (процесс ) с отдачей в окружающую среду теплоту q(1). 3-5 процесс дросселирования с превращением жидкости во влажный пар. 5-1 в испарители 4 влажный пар принимает теплоту q(2) и содержащаяся в нем жидкость испаряется. Холодильный коэффициент установки определяется где - это удельная работа, затраченная при адиабатном сжатие пара. -удельное количество теплоты, воспринимаемое паром в испарители.

 

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: