пр
.docxАК-3-2СК
Виконав: Козловський Є.С.
Варіант: 14
Практичне заняття №3
Завдання в умовах переробної промисловості працює паросилова установка за циклом Ренкіна за таких параметрів пари:
тиск пари на вході в турбіну р1;
температура пари на вході в турбіну t1;
тиск пари на виході з турбіни р2.
Пара повністю конденсується у конденсаторі за тиску р2.
Визначити:
1. параметри р - тиск, – питомий обєм, t - температуру, h - ентальпію, s - ентропію, u – внутрішню енергію у всіх характерних точках циклу;
2. кількість теплоти q, роботу l, зміну внутрішньої енергії u для кожного термодинамічного процесу$
3. термічний ККД циклу t .
Рішення:
Згідно мал.1 точки 3 і 5 розташовані на нижній граничній кривій, тобто мають ступінь сухості х=0. За таблицею 1 знаходимо і записуємо параметри води , що позначені одним штрихом, для заданих тисків р1 та р2:
р5= 1,5 МПа р3 = 0,0060 МПа
t5= 198,28 C t3= 36,18 C
5 0,0011538 м3/кг 3 0,0010064 м3/кг
h5= 844,7 кДж/кг h3 = 151,50 кДж/кг
s5= 2,314 кДж /кг К s3 = 0,5207 кДж /кг К
Стан речовини: кипляча рідина Стан речовини: конденсат ( вода)
Точка 6 розташована на верхній граничній кривій, тобто має ступінь сухості х=1. За таблицею 1 знаходимо і виписуємо параметри сухої насиченої пари при тиску р1, які позначені двома штрихами :
р6= 1,5 МПа
t6= 198,28 C
6 0,13165 м3 /кг
h6= 2790 кДж/кг
s6= 6,442 кДж /кг К
Стан речовини: газ (суха насичена пара)
Точка 1 розташована за межами граничних кривих і характеризує перегріту пару, тому її параметри знаходимо за таблицею 2.
р1 = 1,5 МПа
t1 = 450 C
0,2191 м3 /кг
h1 = 3364 кДж/кг
s1 = 7,425 кДж /кг К
Стан речовини: газ (перегріта пара)
Точка 4 розташована за межами граничних кривих і характеризує нагріту воду (рис.1).Оскільки процес 3-4 ізохорний, то питомий обєм 4=3.
р4= 1,5 МПа
40,0010064 м3 /кг
t4 = 36,76 C
h4= 155.34 кДж/кг
s4= 0.53 кДж /кг К
Стан речовини: рідина
Точка 2 розташована між граничними кривими і характеризує бінарну суміш вода-пара, або вологу насичену пару (рис.1). Для точки 2 відомими є величини абсолютного тиску р2=р2S=0,006 МПа та температури t2=t2S=36,18 С. Оскільки процес 1-2 - це процес адіабатного розширення пари, то величина ентропії на вході і на виході з турбіни не змінюється (так як адіабатний процес є ізоентропійним) і s1=s2х=7,425 кДж/(кгК). Тому, для розрахунку решти параметрів визначаємо ступінь сухості х2 за допомогою значення ентропії для пари на виході з турбіни, а саме:
Величини s’, s” знаходимо за таблицею 1 для тиску р2=0,006 МПа. Тоді за формулами для обрахунку параметрів вологої насиченої пари (див лекційний матеріал) знаходимо питомий обєм 2х=’+(” - ’)x2=20,994 м3/кг, ентальпію h2х=h’+(h” - h’)x2 = 2287,62 кДж/кг
Стан речовини: бінарна суміш рідина-газ (волога насичена пара)
Внутрішню енергію в кожній характерній точці циклу визначаємо за формулою u=h-p, а саме :
u1=h1-p11= 3364·103 – 1,5·106 ·0,2191 =3035.35·103 [Дж/кг]
u2х=h2х-p22х= 2287,62 ·103 -0,006·106 ·20,994 =2161,66·103 [Дж/кг]
u3=h3-p33= 151,50 ·103 -0,006·106 ·0,0010064 =151.494·103 [Дж/кг]
u4=h4-p44= 155.34 ·103 -1.5·106 ·0,0010064 =153.830·103 [Дж/кг]
u5=h5-p55= 844,7 ·103 -1.5·106 ·0,0011538 =842.969·103 [Дж/кг]
u6=h6-p66= 2790·103 -1.5·106 ·0,13165 =2586,25·103 [Дж/кг]
Результати розрахунків представимо у вигляді зведеної таблиці
№ точки |
Р, МПа |
t, C |
м3/кг |
h, кДж/кг |
s, кДж/(кгК) |
u, кДж/кг |
X |
1 |
1,5 |
450 |
0,2191 |
3364 |
7,425 |
3035,35 |
– |
2 |
0,006 |
36,18 |
20,994 |
2287,62 |
7,425 |
2161.66 |
0.884 |
3 |
0,006 |
36,18 |
0,0010064 |
151,50 |
0,5207 |
151,494 |
0 |
4 |
1,5 |
36,76 |
0,0010064 |
155,34 |
0,53 |
153,830 |
-- |
5 |
1,5 |
198,28 |
0,0011538 |
844,7 |
2,314 |
842,969 |
0 |
6 |
1,5 |
198,28 |
0,13165 |
2790 |
6,442 |
2586,25 |
1 |
Процес |
Δu |
l |
q |
1-2 |
-873,69 |
873,69 |
0,00 |
2-3 |
-2010,17 |
-125,54 |
-2135,71 |
3-4 |
2,34 |
0,0 |
2,34 |
4-5 |
689,14 |
0,2210 |
689,36 |
5-6 |
1743,28 |
202,78 |
1946,06 |
6-1 |
449,10 |
124,90 |
574,00 |
процес 1-2 (адіабатний)
u1-2=u2-u1=2161,7-3035,4=-873,69 кДж/кг
q1-2=0 кДж/кг
l1-2 = -u1-2= 873,69 кДж/кг
процес 2-3 (ізотермічний)
u2-3=u3-u2= 151,5-2161,7=-2010,17 кДж/кг
q2-3=Ts(s3-s2)=(273,15+36,18)(0,5207-7,425)= -2135,71 кДж/кг
l2-3 =q2-3 -u2-3= -125,54 кДж/кг
процес 3-4 (ізохорний)
u3-4=u3-u2= 2,34 кДж/кг
q3-4=u3-4= 2,34 кДж/кг
l3-4 = 0 кДж/кг
процес 4-5 (ізобарний)
u4-5=u5-u4= 151,5-2161,7= 689,14 кДж/кг
q4-5=q4-5-u4-5= 0,2210 кДж/кг
l4-5 =h5 -h4= 689,36 кДж/кг
процес 5-6 (ізотермічний)
u5-6=u6-u5= 2586,3-842,97=1743,28 кДж/кг
q5-6=Ts(s6-s5)=(273,15+198,28)( 6,442-2,314)= 1946,06 кДж/кг
l5-6 =q5-6 -u5-6= 202,78 кДж/кг
процес 6-1 (ізобарний)
u6-1=u1-u6= 449,10 кДж/кг
q6-1=q6-1-u6-1= 124,90 кДж/кг
l6-1 =h1 - h6= 574 кДж/кг
ККД =
ККД =
Диаграмма HS Энтропия S, кДж/кг*К
№ |
Тип |
Состояние |
Режим |
p [МПа] |
t [C] |
h [кДж/кг] |
s [кДж/кг*К] |
v [м3/кг] |
x [-] |
1. |
График |
Перегрeт.пар |
--- |
1,5000 |
450,00 |
3364,7 |
7,4250 |
0,2192 |
--- |
2. |
График |
Паровод.смесь |
--- |
0,0060 |
36,180 |
2287,1 |
7,4250 |
20,966 |
0,8842 |
3. |
График |
Паровод.смесь |
Pconst |
0,0060 |
36,180 |
151,50 |
0,5211 |
0,0010 |
--- |
4. |
График |
Вода |
--- |
1,5000 |
36,760 |
155,34 |
0,5284 |
0,0010 |
--- |
5. |
График |
Вода |
Pconst |
1,5000 |
198,30 |
844,65 |
2,3145 |
0,0012 |
--- |
6. |
График |
Паровод.смесь |
Pconst |
1,5000 |
198,30 |
2790,0 |
6,4409 |
0,1316 |
0,9995 |