КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
на тему: "Расчет цикла ПТУ"
Исходные данные
| № вар | P 
10-5 Па
| t
 C
| P 
10-5 Па
| t 
C
| P 
10-5 Па
| P 
10-5 Па
| P 
10-5 Па
| P 
10-5 Па
| P 
10-5 Па
|
| 1,7 | 1,4 |
Примечание. Значение P 
для всех вариантов 0,04*10 
Па.
Требуется определить:
1. Термический КПД циклов ηt.
2. Коэффициент полезного действия установки брутто (без учёта расхода энергии на собственные нужды) 
.
3. Удельный d 
, кг/(кВт*ч), и часовой 
, кг/ч, расходы пара.
4. Часовой B , кг/ч, и удельный b , кг/(кВт*ч), расходы топлива.
5. Удельный расход тепла q , кДж/(кВт*ч).
6. Коэффициент использования тепла (только для теплофикационного цикла). K.
7. Относительное увеличение КПД от применения промперегрева и регенерации Δ ηt / ηt * 100%.
8. Изобразить: схемы установки; циклы в координатах P, V; I, S; T, S.
Расчёт цикла ПТУ, работающей по циклу Ренкина
На рисунке 1 приведена схема ПТУ, работающей по циклу Ренкина.
Рисунок 1.
Параметры во всех точках цикла определяем при помощи «Water Stem Pro» и сводим в таблицу 1.
Таблица 1. Параметры воды и водяного пара в характерных точках цикла.
| Параметры | Обозначение точек | |||
| 21 | ||||
| Давление P, Па Удельный объём υ, м3/кг Температура t,0С Удельная энтальпия ј, кДж/кг Удельная энтропия S, кДж/(кг*к) Степень сухости x | 0,2875 3452,3 6,6200 1,000 | 26,69 28,6 1991,6 6,6200 0,770 | 0,001 28,6 121,41 0,4224 | 0,000987 31,5 131,93 0,4224 1,000 |
Расчет цикла сведен в таблице 2.
Таблица 2. Расчёт цикла ПТУ, работающей по циклу Ренкина
| Показатели | Расчетные формулы | Размерность | Цифровое значение |
Теоретическая работа турбины
Теоретическая работа насоса
Подведенное тепло
Отведенное тепло
Полезная работа на 1 кг пара в идеальном цикле
Термический КПД цикла Ренкина
Термический КПД цикла без учета работы насоса
Относительная разность КПД ht, ht1
Термический КПД цикла Карно в том же интервале
Отношение КПД цикла Ренкина к КПД цикла Карно
Удельный расход пара на
 теоретический, кВт*ч
Часовой расход пара
| lT = i1 – i2
lН = i3 – i12
q1 = i1 – i3
q2 = i2 – i¢2
lц = q1 – q2 = lт – lн
D0 = d0 * N
| кДж/кг кДж/кг кДж/кг кДж/кг кДж/кг – – % – кДж/кг кг/(кВт*ч) кг/ч | 1459,7 11,778 3323,1 1875,1 1447,9 0,4377 0,4357 0,4574 0,629 0,696 2,4662 2466190,9 |
После расчёта идеального цикла переходим к расчёту цикла с учётом потерь (таблица 3).
Таблица 3. Расчет цикла Ренкина с учетом потерь
| Показатели | Расчётные формулы | Размерность | Цифровое значение |
| Энтальпия пара в конце действительного процесса расширения в турбине Степень сухости в конце действительного процесса расширения Энтропия в конце действительного процесса расширения Внутренний КПД цикла КПД установки брутто (без учёта расхода энергии на собственные нужды) Удельный расход пара на выработку электроэнергии Часовой расход пара Часовой расход топлива (условного) Удельный расход топлива (условного) Удельный расход количества теплоты |
 
| кДж/кг _ кДж/(кг*К) _ _ кг/(кВт*ч) кг/ч кг/ч Кг/(кВт*ч) Кг/(кВт*ч) | 2440,1 0,8606 7,3569 0,372 0,3184 2,9905 299052,8 38591,2 0,3859 11307,2 |
Изображение в H-S координатах цикла ПТУ работающей по циклу Ренкина и с учетом потерь приведена в приложении №1.
Расчет цикла ПТУ с промежуточным перегревом пара
На рисунке 2 показана схема цикла ПТУ с промежуточным перегревом пара.
Рисунок 2.
Параметры во всех точках цикла определяем при помощи «Water Stem Pro» и сводим в таблицу 4.
Таблица 4. Параметры воды и водяного пара в характерных точках цикла
| Параметры | Обозначение точек | |||||
| b | a | 2I | ||||
| Давление P, Па Удельный объем v, м 3/кг Температура t,0С Удельная энтальпия h, кДж/кг Удельная энтропия S, кДж/кг Степень сухости x | 120*105 0,0294 3454,8 6,6315 - | 25*105 0.0961 293.95 2996.3 6.6315 - | 25*105 0.1506 3550.6 7.4450 - | 0.04*105 30.885 28.63 2240.6 7.4450 0.87 | 0,04*105 0,0010 28,98 121,41 0,4224 - | 120*105 0,0010 31,46 131,70 0,4224 - |
Расчет цикла ПТУ с промежуточным перегревом без учета работы насосов сведен в таблице 5.
Таблица 5 Расчет цикла ПТУ с промежуточным перегревом
| Показатели | Расчётные формулы | Размерность | Цифровое значение |
| Теоретическая работа турбины
Подведённое тепло
Отведённое тепло
Термический КПД
Отношение КПД цикла к КПД цикла Карно Удельный расход пара (теоретический)
Часовой расход топлива (теоретический)
Энтальпия пара в конце действительного процесса расширения
Внутренний КПД цикла
КПД установки брутто Удельный расход пара на выработку электроэнергии
Часовой расход пара
Часовой расход топлива
Удельный расход топлива
Удельный расход тепла
Повышение экономичности от применения промперегрева
| 
| кДж/кг кДж/кг кДж/кг - - кг/(кВт*ч) кг/ч кДж/кг кДж/кг кг/(кВт*ч) кг/ч кг/ч кг/(кВт*ч) кДж/(кВт*ч) % | 1768,5 3889,1 1875,1 0,4547 0,7231 2,0356 203561,3 2437,1 3065,1 0,3865 0,3308 2,4684 246839,7 37147,7 0,3715 10884,3 3,8858 |
Изображение в H-S координатах цикла ПТУ с промежуточным перегревом пара приведена в приложении №2.