На пересечении изобары = 3,9 МПа с изотермой
= 360
определяем положение Точки 1, через которую проводим вертикаль до пересечения с изобарой
= 0,02 МПа и определяем положение Точки 2.
Параметры пара на входе в турбину – Точка 1: давление = 3,9 МПа, температура
= 360
, удельный объем
= 0,068
/кг, энтальпия
= 3091 кДж/кг, энтропия
= 6,6 кДж/кг
К.
Параметры пара на выходе из турбины – Точка 2: давление = 0,02 МПа, температура
= 60
, удельный объем
= 6,5
/кг, энтальпия
= 2336 кДж/кг, энтропия
=
= 6,6 кДж/кг
К, степень сухости
= 0,85.
Определение параметров пара по таблицам. Так как в установку поступает сухой перегретый пар, то температуры определяем по таблицам «Термодинамические свойства перегретого водяного пара» [1, стр. 330].
Точка 1. – параметры пара на входе в турбину: давление = 3,9 МПа, температура
= 360
, удельный объем
= 0,07313
/кг, энтальпия
= 3089,4 кДж/кг, энтропия
= 6,6 кДж/кг
К.
Точка 2. – параметры пара на выходе из турбины: пар влажный и его параметры определяем по таблицам «Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения»: давление = 0,02 МПа, температура
= 60,08
, энтропия
=
= 6,6 кДж/кг
К, удельный объем
= 0,0010171
/кг,
= 7,647
/кг, энтальпия
= 251,4 кДж/кг,
= 2609 кДж/кг, энтропия
= 0,8321 кДж/кг
К,
= 7,907 кДж/кг
К, степень сухости
=
=
= 0,84.
Удельный объем =
+ (
-
) *
= 0,0010171 + (7,647 – 0,0010171) * 0,84 = 6,42
/кг.
Энтальпия =
+ (
-
) *
= 251,4 + (2609 – 251,4) * 0,84 = 2332 кДж/кг.
Таблиц параметров состояния рабочего тела в характерных точках цикла
Параметр | Установка А | Установка Б | ||
Диаграмма h,S | Таблица | Диаграмма h,S | Таблица | |
![]() | 1,8 | 1,8 | 3,9 | 3,9 |
![]() ![]() | 207,1 | |||
![]() ![]() | 0,118 | 0,11 | 0,068 | 0,07313 |
![]() ![]() | 6,28 | 6,26 | 6,6 | 6,67 |
![]() | 2738,6 | 3089,4 | ||
![]() | 0,97 | 0,97 | ПП | ПП |
![]() | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,02 |
![]() ![]() | 60,08 | 60,08 | ||
![]() ![]() | 5,92 | 6,5 | 6,42 | |
![]() ![]() | 6,28 | 6,26 | 6,6 | 6,67 |
![]() | 2067,5 | |||
![]() | 0,76 | 0,771 | 0,85 | 0,84 |
Термический КПД и удельный расход пара
:
Установка А: = 0,27,
= 5,38 кг/кВт
.
Установка Б: = 0,267,
= 4,75 кг/кВт
.
В установке Б термический КПД больше чем в установке А, а в установке А удельный расход пара больше чем в установке Б, следовательно увеличение начальных параметров пара при одинаковом давлении в конденсаторе повышает экономичность ПЭУ.
Циклы установок на диаграмме h,S.
Задача 10.
Паровая компрессионная холодильная установка, холодопроизводительность которой = 34 кВт, работает при температуре испарения хладагента
= - 14
. Насыщенный пар со степенью сухости
= 0,99 из испарителя поступает в компрессор, где адиабатно сжимается до давления, соответствующего температуре конденсации
= + 20
. Хладагент – аммиак.
Определить:
1. Параметры узловых точек хладагента (результаты расчета свести в таблицу);
2. Удельную хладопроизводительность;
3. Работу, затраченную на сжатие хладагента;
4. Холодильный коэффициент установки;
5. Расход хладагента.
6. Мощность, необходимую для привода компрессора.
Представить схему холодильной установки и изобразить цикл в - диаграмме, указав на ней площади, соответствующие работе компрессора и удельной холодопроизводительности.
Параметры хладагента в узловых точках цикла определяем по диаграмме t, S для аммиака. На диаграмме определяем положение точек. Точка 1. - на пересечении изотермы t1 = - 14 с кривой x1 = 0,99. Точка 2. - на пересечении адиабаты S1 c изобарой соответствующей температуре t3 = 2
.
Точка 3. – на пересечении изотермы t3 с левой пограничной кривой. Точка 4. – на пересечении линии энтальпии h3 c изотермой .
Таблица параметров
Точки | p, МПа | t, ![]() | V, ![]() | h, кДж/кг | S, кДж/кг ![]() | x |
0,25 | - 14 | 0,45 | 5,76 | 0,99 | ||
0,466 | 0,31 | 1509,26 | 5,76 | ПП | ||
0,466 | 0,00375 | 1,33 | ||||
0,25 | - 14 | 0,058 | 1,36 | 0,117 |
Удельная холодопроизводительность =
-
= 1415 – 290 = 1125 кДж/кг.
Работа сжатия =
-
= 1509,26 – 1415 = 94,62 кДж/кг.
Холодильный коэффициент ε = =
= 11,8.
Расходы хладагента =
=
= 0,03 кг/с.
Мощность, необходимая для привода компрессора N = *
= 0,03 * 94,62 = 2,84 кВт.
Схема холодильной установки
Цикл холодильной установки на диаграмме t, S
Список литературы
1. Рабинович О. М. «Сборник задач по технической термодинамики» – М. Машиностроение, 1973 г.
2. Кузовлев В. А. «Техническая термодинамика и основы теплопередачи» - М. Высшая школа, 1975 г.
3. Пушкин Н. И. «Судовые парогенераторы» - Л. Судостроение, 1977 г.
4. Бажан П. И. «Термодинамика, теплопередача, теплообменные аппараты» - М. Транспорт, 1988 г.