Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Расчет парового цикла






 

25 вариантов задания приведены в табл. 2 приложения. Условия индивидуального задания берутся в соответствии с вариантом (графа 1, табл.2 приложения).

Паровой цикл задан следующим образом: каждый из 4 процессов описан соответствующим показателем политропы (графы 2, 3, табл.2 приложения); термодинамические параметры некоторых точек цикла приведены в графах 3–7, табл.2 приложения; цикл отнесен к 1 кг водяного пара.

Требуется произвести расчет парового цикла по законам и аналитическим зависимостям реального газа.

1. Для каждого процесса, входящего в цикл, используя данные задания и h,s-диаграмму, определить начальные и конечные параметры: давление, удельный объем, температуру, энтальпию, энтропию. Внутреннюю энергию подсчитать по формуле u = h – pv. Полученные результаты внести в табл. 8.2.1;

Таблица 8.2.1

Точки p v T u h S
Па кгс/см2 м3/кг К ºС кДж/кг ккал/кг кДж/кг ккал/кг кДж/кг·К ккал/кг·ºС
                     
                     
                     
                     

2. Определить характеристики цикла, используя аналитические зависимости соответствующих процессов и данные табл. 8.2.1. полученные результаты внести в табл.8.2.2. с учетом знака.

Таблица 8.2.2

Процесс Показа-тель поли-тропы с ∆u ∆h ∆s q l
кДж/кг· ·К ккал/кг· ·ºС кДж/кг ккал/кг кДж/кг ккал/кг кДж/кг· ·К ккал/кг· ·ºС кДж/кг ккал/кг кДж/кг ккал/кг
1–2                          
2–3                          
3–4                          
4–1                          

3. Перенести цикл по результатам расчета в T,s-, p,v- и h,s-координаты.



4. Для цикла в целом определить подведенное тепло, отведенное тепло, работу цикла.

5. Определить термический к.п.д. цикла.

 

Пример расчета

Вариант 0.

Цикл задан следующим образом:


p1 = 12 бар = 12 · 105 Па;

p3 = 3,5 бар = 3,5 · 105 Па;

v2 = 0,55 м3/кг; v4 = 0,036 м3/кг;

t1 = 275 ºС;

n1–2 = k,

n2–3 = 1,

n3–4 = n,

n4–1 = 1.


Решение.

1. Определим начальные и конечные параметры каждого процесса, входящего в цикл, используя h,s- диаграмму.

Точка 1, получена пересечением изобары p1 = 12 бар = 12 · 105 Па и изотермы t1= 275 ºС . Это область перегретого пара: v1=0,20 м3/кг; h1=2990 ;

s1 = 6.970 ; u1 = h1 – p1v1 =2750 .

Так как процесс 1–2 – адиабатный, то s1 = s2 = 6,970 , поэтому точка 2 получена пересечением изохоры v2 = 0,55 м3/кг и s = const = 6,970 – это правая пограничная кривая: х2 = 1; p2=0,35 МПа; h2=2730 ; t2=140 ºС;

u2 = h2 – p2v2 =2537,5 .

Точка 3, получена пересечением изотермы t2 = t3 = 140ºС (т.к. процесс 2–3 – изотермический) и изобары p3 = 3,5 бар = 3,5 · 105 Па. Это область влажного насыщенного пара: х3=0,8; v3=0,47 м3/кг; h3=2300 ; s3=5,93 ; u3=h3 – p3v3 = 2135,5 .

Точка 4 получена пересечением изотермы t1 = t4 = 255 ºС и изохоры

v4=0,036 м3/кг. Это область влажного насыщенного пара: х4=0,8; р4=5,9 МПа; h4=2785 ; s4=5,89 ; u4=h4 – p4v4 = 2572,6 .

Таблица 8.2.1

Точки p v T u h s
Па кгс/см2 м3/кг К ºС кДж/кг ккал/кг кДж/кг ккал/кг кДж/кг·К ккал/кг·ºС
1,2·106 12,24 0,20 657,25 714,6 6,97 1,67
0,35·106 3,57 0,55 2537,5 606,46 652,5 6,97 1,67
0,35·106 3,57 0,47 2135,5 510,38 549,7 5,93 1,42
5,9·106 60,18 0,036 2572,6 614,85 665,6 5,89 1,41

2. Рассчитаем характеристики цикла.



1–2 – адиабатный процесс: q1–2=0; ∆u1–2= u2–u1= –212,5 ;

l1–2= –∆u=211,5 ;

2–3 – изотермический процесс: l2–3= = –30,46 ,

где R= 461 – газовая постоянная водяного пара;

q2–3 = T(s3–s2) = – 429,52 ; ∆u2–3= u3–u2= – 402 ;

3–4 – политропный процесс: ;

l3–4 = ; q3–4= c(T4–T3),

где с – удельная теплоемкость, ;

, где для влажного пара при k = 1,035 + 0,1х = 1,115, тогда

ср = 4471,39 ; сv = 4010,39 ; с = 4230 ;

q3–4 = c(T4–T3) = 4230(548–413) = 5 71,05 ;

4–1 – изотермический процесс: l4–1= ;

q4–1=T(s1–s4)=591,84 .

Рассчитаем показатели политропы и удельные теплоемкости:

; ; n3–4= – 1,1; ; ;

c1–2=0, так как n=k, c2–3=cvk=cp= 4,47 , с3–4=4230 , c4–1 = ∞.

Таблица 8.2.1.

Процесс Показа-тель поли-тропы с ∆u ∆h ∆s q l
кДж/кг· ·К ккал/кг··ºС кДж/кг ккал/кг кДж/кг ккал/кг кДж/кг·К ккал/кг· ·ºС кДж/кг ккал/кг кДж/кг ккал/кг
1–2 1,3 –212,5 –50,79 –260 –62,14 212,5 50,79
2–3 4,47 1,068 –402 –96,08 –430 –102,77 –1,04 –0,249 –429,5 –102,6 –30,46 –7,28
3–4 –1,1 4,23 1,011 437,1 104,47 115,91 –0,04 –0,01 571,05 136,48 22,8 5,45
4–1 177,4 42,40 1,08 0,258 591,84 141,45 433,2 103,5

3. Переносим цикл по результатам расчета в T,s-, p,v- и h,s-координаты.

4. Для цикла в целом определим:


подведенное тепло ; отведенное тепло ;


использованное (полезное)тепло qц ;


работа расширения пара l1=645,7 ; работа сжатия пара l2=7,66 ;


полезная работа цикла lц = l1 – l2 =638,04 .

5. Термический к.п.д. цикла .


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2020 год. (0.03 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал