Оптимизация цикла двигателя.

Чтобы улучшить КПД процесса, нужно стремиться поставить выше точку 2, и точку 4 на T–s диаграмме опустить ниже либо увести вправо. Практически этого можно добиться следующими способами: увеличить коэффициент предварительного сжатия , а также по возможности максимально приблизить коэффициент политропы к коэффициенту адиабаты.

РАСЧЕТ ЦИКЛА И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПАРОСИЛОВОЙ УСТАНОВКИ

 

 

Параметры водяного пара перед конденсационной турбиной: p₁ = 13 МПа, t₁ = 560 °С, а после промежуточного перегрева р₃ = 3 МПа, t₃ = 560 ^оС. Давление в конденсаторе р₄ = 0, 004 МПа. Определить подводимое количество теплоты в промежуточном перегревателе, а также термический КПД цикла. Сопоставить полученное значение этого КПД с его аналогом для цикла без промежуточного перегрева. В обоих случаях необходимо учесть работу, затрачиваемую на привод питательного насоса. Изобразить циклы в координатах h-s и T-s.

 

Решение

 

Промежуточный перегрев пара является одним из способов повышения степени его сухости. Принципиальная схема цикла Ренкина с промежуточным перегревом пара дана на рис. 4.1. В этой схеме предусмотрены две ступени турбины ПТ-I, ПТ-II и две ступени пароперегревателя ПП-I, ПП-II. Пар после первой ступени пароперегревателя ПП-I направляется в первую ступень турбины ПТ-I. Отработавший на лопатках первой ступени турбины пар направляется во вторую ступень пароперегревателя ПП-II, где его температура повышается до начальной температуры T₁. Затем пар поступает на лопатки второй ступени турбины ПТ-II.

Рис. 4.1.

Цикл Ренкина с промежуточным перегревом пара в Ts - координатах представлен на рис. 4.2. Рассмотрим процессы цикла: 1-а - адиабатное расширение пара на лопатках первой ступени турбины; а-b - промежуточный перегрев пара во второй ступени пароперегревателя; b-1 - адиабатное расширение пара на лопатках второй ступени турбины; 2-3 - конденсация пара в конденсаторе; 3-4 - сжатие воды в конденсатом насосе; 4-5 - подогрев воды до температуры кипения; 5-6 - превращение воды в пар; 6-1 - перегрев пара в пароперегревателе первой ступени.

 

Рис. 4.2

 

Если бы не было промежуточного перегрева пара, то процесс адиабатного расширения заканчивался бы в точке 2'. Из диаграммы видно, что промежуточный перегрев позволяет значительно увеличить сухость пара на выходе из турбины (х'₂ < х₂).

Термический кпд цикла определяется по формуле

где (i₁ – i_a) и (i_b – i₂) - адиабатные теплопадения в первой и второй ступенях турбины; (i₁ – i₃) – количество теплоты, подведенной в котле и в первой ступени пароперегревателя; (i_b – i_a) – количество теплоты, подведенной во второй ступени пароперегревателя.

Кроме того, применение промежуточного перегрева может повысить кпд, если средняя температура подвода теплоты в дополнительном цикле b22'ab будет выше, чем средняя температура подвода теплоты в цикле с однократным перегревом.

Построение цикла в T–s и h–s координатах.

Цикл изображенный в T–s и h–s координатах можно увидеть на рис 4.3 и 4.4.

Параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла сводим в таблицу 1:

Таблица 1.

Параметр	Темпера-тура t, оС	Давление Р, МПа	Энтальпия i, кДж/кг	Удельный объем v, м3/кг	Энтропия s, Дж/(кг К)
		13, 00		0, 02621
		3, 00		0, 08376
2'		0, 004		–
		3, 00		0, 12211
		0, 004		–
		0, 004		–
		13, 00		–

 

Подводимое количество теплоты в промежуточном перегревателе:

q_ППII = i₃ – i₂ = 3590 – 3041 = 549 кДж/кг.

Термический КПД цикла без промежуточного перегрева пара:

.

Термический КПД цикла с промежуточным перегревом пара:

Список используемой литературы.

 

1.Куянов Ю. Ф. Методическое пособие к курсовому проекту по термодинамике и тепло-массообмену.

2.Сборник задач по технической термодинамике и теплопередаче.

2-ое издание. Под ред. Юдаева Б.Н.

3.Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.

М.Высшая школа, 1968-346с.

4.Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. Орлина А.С. и Круглова М.Г. – 3-е издание. М.: Машиностроение, 1985-456с.

5.Малинов М.С., Куликов Ю.А., Черток Е.Б.

Охлаждающие устройства тепловозов. М. – Машгиз, 1962-206с.

6.Андрющенко А.И. Основы термодинамики циклов теплоэнергетических установок. - М.: Высш. шк., 1968-278с.

7. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача.

М.: Высш.шк., 1988-479с.

 

⇐ Предыдущая123

Поделиться:

Популярное:

1. В движении экономического цикла наблюдаются четыре последовательно проходящие фазы — кризис, депрессия, оживление и подъем.
2. Вопрос 22. Жизненный цикл товара, особенности жизненного цикла мед. товара.
3. Жизненный цикл программного продукта. Процесс, действие, задача жизненного цикла. Фазы (этапы) жизненного цикла и их связь с процессами. Основные процессы жизненного цикла ПО (ISO12207 и ISO 15504).
4. Индикаторные показатели цикла
5. Исследование и экспериментальная оптимизация систем управления
6. й вопрос. Экономический цикл. Фазы экономического цикла.
7. Каскадная и спиральная модели жизненного цикла ПО. Преимущества, недостатки, применимость.
8. Критика кейнсианской функции потребления. Эффект теории «жизненного цикла» и «перманентного дохода».
9. Лабораторная работа №7 Решение задачи с применением операторов цикла итерационного типа.
10. Модели жизненного цикла информационной системы
11. Нестабильность менструального цикла
12. Оператор цикла с параметром (for) или пошаговый.