Расчет парового цикла

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Важная роль в разработке новых устройств и технологических процессов принадлежит термодинамике. Это наука рассматривает самые разнообразные явления природы и охватывает огромную область химических, механических и физико-химических явлений.

Термодинамика базируется на двух основных законах, получивших название начал термодинамики.

Первое начало термодинамики представляет собой приложение к тепловым явлениям всеобщего закона природы - закона превращения и сохранения энергии.

Второе начало термодинамики устанавливает условия протекания и направленность макроскопических процессов в системах, состоящих из большого количества частиц. Поэтому второе начало термодинамики имеет более ограниченное применение, нежели первое.

В теоретическую базу термодинамики входит техническая термодинамика, которая рассматривает закономерности взаимного превращения теплоты в работу. Она устанавливает взаимосвязь между тепловыми, механическими и химическими процессами, которые совершаются тепловых и холодильных машинах, изучает процессы, происходящие в газах и парах, а также свойства этих тел при различных физических условиях.[2]

Наиболее существенную роль в термодинамике играют тепловые процессы, поэтому изучению таких процессов придается большое значение. Глубокое знание термодинамических процессов позволяет создавать и эксплуатировать теплотехническое оборудование строительной индустрии на более высоком качественном уровне.

Актуальность темы данной курсовой работы, придает, то, что к числу мероприятий, направленных на повышение экономичности тепловых электростанций, следует отнести развитие работ в области комбинированных циклов, в первую очередь парогазовых установок, позволяющих повысить коэффициент полезного действия цикла.

Целью данной курсовой работы является приобретение навыков работы с is и Ts- диаграммами при выполнении анализа термодинамических процессов.

Для выполнения данной цели поставлены следующие задачи:

- изучение теоретической базы термодинамических процессов водяного пара;

- расчет парового цикла по заданной pv-диаграмме водяного пара;

- анализ произведенного расчета.

Глава 1 Теоретическая часть

1.1 Водяной пар. Основные понятия и определения

Паром называется всякий реальный газ, который в условиях его применения способен переходить в жидкость. Такие газообразные вещества имеют относительно высокие температуры.

Процесс превращения вещества из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием.

Во всех областях промышленного производства получил большое применение пар различных веществ: воды, аммиака, углекислоты и другие. Из них наибольшее распространение получил водяной пар, являющийся рабочим телом паровых турбинах, паровых машинах, в атомных установках, теплоносителем в различных теплообменниках и тому подобное.

Водяной пар применяется в различных состояниях, в широком диапазоне давлений и температур и часто переходит в жидкое состояние- конденсируется.

В таких условиях к водяному пару нельзя применять законы идеальных газов и уравнение Менделеева-Клейперона из-за сил взаимодействия между молекулами и объемами самих молекул.

При решении задач, связанных с изменением состояния водяного пара, применение графического или аналитического метода в большей мере определяется характером процесса. Редко удается определить все необходимый величины одним способом. Чаще приходится пользоваться графическим и аналитическим способами одновременно. При этом часть параметров пара и величин, подлежащих определению, находят из диаграммы, а остальные - аналитическим путем с применением таблиц водяного пара, составленных на основании большого экспериментального материала и теоретических исследований.

Если парообразование жидкости происходит в неограниченном пространстве, то вся она может превратиться в пар. Если же парообразование жидкости происходит в закрытом сосуде, то вылетающие из жидкости молекулы заполняют свободное пространство над ней, при этом часть молекул, движущихся в паровом пространстве над поверхностью, возвращается обратно в жидкость. В некоторый момент между парообразованием и обратным переходом молекул из пара в жидкость может наступить равенство, при котором число молекул, вылетающих из жидкости, равно числу молекул, возвращающихся обратно в жидкость. В этот момент в пространстве над жидкостью будет находиться максимально возможное количество молекул. Пар в этом состоянии принимает максимальную плотность при данной температуре и называется насыщенным, то есть это пар, соприкасающийся с жидкостью и находящийся в термическом с ней равновесии. С изменением температуры жидкости равновесие нарушается, вызывая соответствующее изменение плотности и давление насыщенного пара.

Насыщенный пар, в котором отсутствуют взвешенные высокодисперсные (мельчайшие) частицы жидкой фазы, называется сухим насыщенным паром. Состояние сухого насыщенного пара определяется только одним параметром - давлением, или удельным объемом, или температурой.

Насыщенный пар, в котором содержатся взвешенные высокодисперсные частицы жидкой фазы, равномерно распределенные по всей массе пара, называется влажным насыщенным паром.

Отношение массы сухого насыщенного пара к суммарной массе влажного насыщенного пара (смеси пар- жидкость) обозначается х и называется массовой долей сухого насыщенного пара, или степенью сухости пара, или паросодержанием:

Х=масса сухого насыщенного пара во влажном/ масса влажного пара

Массовая доля кипящей жидкости во влажном паре, равная (1-х), называется степенью влажности пара. Для кипящей жидкости при температуре насыщения х=0, а для сухого насыщенного пара х=1, следовательно, степень сухости может меняться только в пределах от 0 до 1. Очевидно, состояние влажного пара определяется двумя величинами: температурой или давлением и каким-либо другим параметром, например степенью сухости пара.

Если сухому насыщенному пару сообщить некоторое количество теплоты при постоянном давлении, то температура его будет возрастать. Пар, получаемый в этом процессе, называется перегретым. Перегретый пар имеет при данном давлении более высокую температуру и удельный объем, чем сухой насыщенный пар. Перегретый пар над поверхностью жидкости получить нельзя. Температура перегретого пара, так же как и газа, является функцией объема и давления.

Перегретый пар является не насыщенным, так как при данном давлении удельный объем перегретого пара больше удельного объема сухого насыщенного пара, а плотность меньше. Он по своим физическим свойствам приближается к газу и тем ближе, чем выше степень перегрева.[5]

1.2 Парогенератор

Котельная установка (парогенератор) служит для получения пара в широком диапазоне параметров и состоит из котельного агрегата и вспомогательного оборудования, связанных единой технологической схемой. К вспомогательному оборудованию относятся устройства топливо подачи, дымососы, золоуловители, паропроводы, водопроводы и др.

Схема котельного агрегата представлена на рис. 1.

Котельный агрегат П-образной компоновки состоит из подъёмного 1 и опускного газоходов. Подъёмный газоход 2 представляет собой топку для сжигания топлива, на стенках которой установлены испарительные поверхности нагрева 3 в виде плоских трубчатых панелей, называемых экранами.

В опускном газоходе расположены водяной экономайзер 4 для подогрева питательной воды и воздухоподогреватель 5 для подогрева воздуха, идущего на горение в топку. На выходе из подъёмного газохода расположен фестон 6, представляющий собой разреженный пучок труб - продолжение заднего экрана.

В горизонтальной части газохода расположен пароперегреватель 7, обеспечивающий нагрев пара до заданной температуры.

Рис. 1. Схема котельного агрегата

Испарительные поверхности 3 сообщаются с барабаном котла 8 и вместе с опускными трубами 9, соединяющими барабан с нижними коллекторами 10 экранов, составляют циркуляционные контуры. Паровая смесь в барабане разделяется на насыщенный пар и воду, пар направляется в пароперегреватель, вода - снова в циркуляционные контуры. Циркуляция воды и пароводяной смеси в контурах происходит за счёт разности плотностей столба воды в опускных трубах и пароводяной смеси в подъёмных трубах - экранах (естественная циркуляция).

Топливо вместе с горячим воздухом через горелки 11 подается в топочную камеру, где сжигается. Продукты сгорания из топочной камеры направляются в пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель и через газоочистку удаляются в атмосферу.

Существуют различные конструктивные оформления котельных агрегатов, имеющих и другие схемы. Так, сжигание топлива может осуществляться не в факеле, а в слое. Циркуляция воды и пароводяной смеси в испарительной системе котла может быть принудительной с помощью насосов. Водяной экономайзер и воздухоподогреватель могут располагаться в несколько ступеней и т.д. [3]

1.3 Процессы парообразования

Процесс парообразования в pv-координатах.

За начальную температуру воды при любом давлении, принимают температуру t=0°С. Таким образом, линия I на рис. 2 соответствует состояниям так называемой холодной жидкости при разных давлениях, имеющей температуру 0°С (изотерма холодной жидкости). Удельный объем воды при t=0°С принимается равным 0,001 м3/кг. Вследствие незначительной сжимаемости воды, линия I оказывается почти вертикальной прямой. Левее этой прямой находится область равновесного сосуществования воды и льда.

За начало отсчета u, i и s для воды принято считать тройную точку TT (p0=611 Па, t0=0,01 0C, v0=0,00100 м3/кг).

Пренебрегая влиянием давления на изменение объема воды, считают для всех состояний на линии I v0=0,00100 м3/кг, u0=0, i0=0 и s0=0.

Конечное состояние воды в стадии подогрева (точка b) определяется достижением при заданном давлении температуры кипения, которая зависит от давления. Из рv--диаграммы следует, что с увеличением давления температура кипения увеличивается. Эта зависимость устанавливается опытным путем.

Состояния кипящей воды для различных давлений будут соответствовать линии II, которая называется нижней пограничной кривой. Она изображает зависимость удельных объемов кипящей воды от давления. На нижней пограничной кривой степень сухости х = 0.

Рис. 2. График процесса парообразования в pv-координатах

Параметры кипящей воды приводятся в таблицах в зависимости их от давления или температуры. Количество теплоты, необходимое для доведения воды до кипения равно:

(1)

Дальнейший подвод теплоты к кипящей воде, который осуществляется в испарительном контуре парогенератора, сопровождается бурным парообразованием внутри жидкости и переходом части воды в пар. Таким образом, участку b--с будет соответствовать равновесное состояние смеси жидкости и пара (влажный насыщенный пар). В каждой точке этого процесса вода будет характеризоваться массовой долей содержащегося в ней сухого насыщенного пара (степенью сухости х).

Конечное состояние в этой стадии характеризуется полным превращением жидкости в пар, который будет иметь температуру, равную температуре насыщения (tc=tн) при заданном давлении. Такой пар, как уже упоминалось, носит название сухого насыщенного пара.

Процесс парообразования b--с является одновременно изобарным (p=p1=const) и изотермическим (T=T1=const). При этом затрачиваемая теплота расходуется не на повышение температуры, а только на преодоление сил притяжения между молекулами и на работу расширения пара.

Учитывая, что между температурой насыщения tн и давлением р существует однозначная связь, состояние сухого насыщенного пара будет определяться только одним параметром -- давлением или температурой.

Состояния сухого насыщенного пара при разных давлениях будут соответствовать линии III, которая называется верхней пограничной кривой. Совершенно очевидно, что на верхней пограничной кривой в каждой точке степень сухости х=1.

Следует обратить внимание на то, что в процессе парообразования удельный объем воды резко увеличивается. Так, для воды при р = 0,1 МПа удельный объем кипящей воды v=0,001043 м3/кг, тогда как удельный объем сухого насыщенного пара равен 1,696 м3/кг. С увеличением давления эта разница уменьшается и в критической точке К удельные объёмы воды и пара равны 0,00326 м3/кг. При этом tкр=374,15 0С, а pкр=221,29 бар. При давлениях и температурах больших критических процесс парообразования отсутствует. Наблюдается переход воды в пар при пересечении изобары Tкр.

Таблицы водяного пара

Для идеальных газов зависимость между параметрами р, v и T устанавливается уравнением состояния p·v=R·T.

Причем два из этих параметров однозначно определяют третий. Перегретый и насыщенный пары по своим свойствам существенно отличаются от идеальных газов. Поэтому соотношения между параметрами р, v и Т перегретых и насыщенных паров значительно сложнее, чем уравнение состояния идеального газа.

Для насыщенных паров давление является функцией температуры (р=f(Т)). Таким образом, для насыщенных паров две переменные р и Т не определяют состояния. Причем удельный объем vx определяется степенью сухости пара х. Удельный объем vx является функцией параметров р и х или T и х. Объемы vb и vc являются функциями температуры или давления (рис.2). Следовательно, чтобы определить состояние насыщенного пара, необходимо установить зависимости вида p=f(T), vb=j(р), vc=f(р).

В настоящее время известны многочисленные уравнения состояния перегретого водяного пара. Эти уравнения связывают между собой основные параметры р, v и Т.

Одним из наиболее точных уравнений состояния водяного пара является уравнение Вукаловича--Новикова. Однако такие уравнения, в том числе и уравнения М.П.Вукаловича и И.И.Новикова, имеют весьма сложный вид и расчеты по ним являются чрезвычайно трудоемкими. Поэтому при практических расчетах параметров паров используются специальные таблицы и диаграммы, составленные на основании экспериментальных и теоретических данных. В них приводятся соответствующие друг другу значения р, T, vb, vc, ib, ic, r, sb и sc.

В настоящее время составлены подробные таблицы для перегретых и насыщенных водяных паров до температур 1000 °С и давления 98 МПа. Таблицы составлены с высокой степенью точности. Известны три вида таблиц:

1) термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по температуре);

2) термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по давлению);

3) термодинамические свойства воды и перегретого пара.

В первой таблице указывают температуры сухого насыщенного пара и кипящей воды (по Цельсию и Кельвину) и соответствующие им давление, энтальпии, энтропии, теплоту парообразования и удельные объёмы.

Во второй таблице указывают давление сухого насыщенного пара и кипящей воды и соответствующие им температуру, энтальпии, энтропии, теплоту парообразования и удельные объёмы.

В третьей таблице для различных сочетаний температур и давлений приводятся соответствующие им энтальпия, энтропия и удельный объём воды или перегретого пара. [4]

Is-диаграмма водяного пара

Для практических расчетов процессов водяного пара широкое применение получила is-диаграмма, на которой теплота и энтальпия измеряются линейными отрезками.

В системе координат i--s (рис. 3) сначала строятся нижняя (а-К) и верхняя (К--с) пограничные кривые по табличным данным i и s. Нижняя пограничная кривая проходит через начало координат, так как при t=0 0С энтропия и энтальпия приняты равными нулю.

Рис. 3. is-диаграмма водяного пара

Затем наносят изобары, которые в области насыщенного пара, будучи одновременно и изотермами, являются прямыми линиями, так как при p=const dq=di, а

(2)

Поэтому di=T·ds и при T=const i=T·s+const.

Следовательно, на is-диаграмме угловой коэффициент изобары равен T. Поэтому чем выше давление насыщения, тем выше температура T и тем больше тангенс угла наклона изобары.

В области перегретого пара изобары и изотермы расходятся, причем изобары поднимаются кверху в виде логарифмических кривых, а изотермы стремятся к горизонтали. Это объясняется тем, что с понижением давления перегретый пар по свойствам приближается к идеальному газу, энтальпия которого зависит только то температуры, то есть линии t=const одновременно являются линиями i=const. Чем больше температура, тем выше расположена изотерма.

В области влажного пара нанесены линии одинаковой степени сухости х=const. На эту же диаграмму часто наносят еще изохоры, которые проходят круче изобар.

Is-диаграмма обладает рядом важных свойств: по ней можно быстро определить параметры пара и разность энтальпий в виде отрезков, наглядно изобразить адиабатный процесс, имеющий большое значение при изучении работы паровых двигателей, и решать другие задачи. Обычно для практического использования в большом масштабе строят так называемую рабочую часть диаграммы (на рис. 3 она ограничена штрих-пунктиром).

Процессы водяного пара на is-диаграмме

Как уже отмечалось, пар как реальный газ не подчиняется простым закономерностям идеальных газов, поэтому расчеты процессов с водяным паром проводятся с помощью таблиц или графически с помощью диаграмм.

Наиболее удобно оценивать характер изменения параметров разных процессов по is-диаграмме. Основные термодинамические процессы водяного пара (v=const, p=const, t=const) представлены на is-диаграмме соответствующими кривыми. Адиабатный процесс (s=const) изображается прямой, параллельной оси ординат. Следует обратить особое внимание на разные закономерности изменения параметров состояния пара в термодинамических процессах в зависимости от состояния пара (насыщенный или перегретый). Так, в изотермическом процессе в области насыщенного пара энтальпия изменяется значительно, а в области перегретого пара, особенно вдали от линии х=1, процесс t=const приближается к i=const. Это свидетельствует о том, что свойства перегретого пара в этих областях приближаются к свойствам идеального газа.[6]

Глава 2. Расчетная часть

Цикл водяного пара -это замкнутый процесс над рабочим телом (вода, пар) в паросиловой установке, в результате которого тепловая энергия горячего теплового источника преобразуется в механическую энергию движущейся массы (например, во вращение ротора турбоагрегата).

Данный нам цикл состоит из 4-х процессов:

1-2- адиабатный процесс;

2-3- изотермический процесс;

3-4- адиабатный процесс;

4-1-при х=const.

Дадим краткую теоретическую характеристику представленных нам процессов.

Термодинамический процесс по своей сути - это изменение состояния системы при переходе из одного равновесного состояния в другое.

На is- диаграмме в области влажного пара изотерма совпадает с изобарой и является прямой наклонной линией. В области перегретого пара изотерма изображается кривой с выпуклостью вверх (рис. 5,а).

На pv- диаграмме в области влажного пара изотермический процесс изображается горизонтальной прямой. Для насыщенного пара этот процесс совпадает с изобарным процессом. В области перегрева давления пара понижается, а процесс изображается кривой с выпуклостью к оси абсцисс. На Ts- диаграмме изотермический процесс изображается отрезком горизонтали.

Удельная внутренняя энергия водяного пара в отличие от внутренней энергии идеального газа изменяется вследствие изменения потенциальной составляющей.

Тепло, изменение внутренней энергии (потенциальной ее части) и работу процесса находят по формулам:

, кДж/кг (3)

, кДж/кг (4)

, кДж/кг (5)

На рисунке 6 представлен адиабатный процесс.

Адиабатный процесс совершается без подвода и отвода теплоты и энтропия рабочего тела при обратимом процессе остается постоянной величиной: s=const. Поэтому на is и Ts- диаграммах адиабаты изображаются вертикальными прямыми (рис. 6, а,б). При адиабатном расширении давление и температура пара уменьшается; перегретый пар переходит в сухой, а затем во влажный пар.

На pv- диаграмме обратимый процесс изображается некоторой кривой.

Изменение внутренней энергии для адиабатного процесса определяют, как и для прочих процессов, по формуле (4).

Работа процесса:

, кДж/кг (6)

Процесс при постоянной степени сухости (х=const).

Если в первом приближении линию х=const в Ts- диаграмме принять за прямую линию, то тепло процесса, определяемое площадью под линией, можно найти по формуле:

, кДж/кг (7)

Применительно к is- диаграмме это формула примет вид:

, кДж/кг (8)

Изменение внутренней энергии в процессе находят обычным способом, по формуле 4. [7]

Ознакомившись с характеристикой процессов, приступаем непосредственно к расчетам.

Прежде всего цикл следует перенести на is- диаграмму. Переносить начинаем с точки, для которой известно несколько параметров. В нашем случае начинаем с точки 1, для которой известны: р=10 атм, х=0,9. На is- диаграмме находим изобару равную значению-10 атм, опускаемся по ней до пересечения с линией степени сухости х=0,9, отмечаем точку 1. по диаграмме находим для нее значение энтальпии, энтропии, температуры и удельного объема.

Точка 1:

р₁=10 атм;

х₁=0,9%;

i₁=2570 кДж/кг

s₁=6,15 кДж/(кг*град) ;

t₁=170 є C

V₁=0,18 м³/кг

Далее находим т. 4, для которой нам дано значение р=0,2 атм, но так как процесс 4-1 - это процесс при х=const, следовательно х для т.4 также равен 0,9%.

Точка 4:

р₂=0,2 атм;

х₂=0,9%;

i₂=2370 кДж/кг

s₂=7,2 кДж/(кг*град);

t₂=60 є C

V₂=7,5 м³/кг

Определяем т. 3, для которой известно значение температуры, равное 350 є С., а так как процесс 3-4- это процесс адиабатный, следовательно, s для т.4 будет равна 7,2 кДж/(кг*град).

Точка 3 :

р₃=17,5 атм;

х₃=0;

i₃=3160 кДж/кг

s₃=7,2 кДж/(кг*град) ;

t₃=350 є C

V₃=0,24 м³/кг.

Для т.2 нам параметры не даны, но исходя из того что процесс 2-3-изотермический, а процесс 1-2 адиабатный, мы определяем 2 параметра для т.2: t₂=350 є C, s₂=6,15 кДж/(кг*град). Отмечаем точку на диаграмме и находим остальные значения точки.

Точка 2:

р₂=80 атм;

х₂=0;

i₂=3000 кДж/кг

s₂=6,15 кДж/(кг*град) ;

t₂=350 є C

V₂=0,028 м³/кг

, кДж/кг (9)

где, А- термический эквивалент механической работы.

Согласно первого закона термодинамики: в термодинамических процессах преобразование теплоты эквивалентно механической работе (), где Q- теплота, L- механическая работа в .

Опытом установлено, что А=1/427, то есть для получения 1 работы при условии отсутствия потерь в процессе необходимо затратить 1/427 часть большой калории тепла (или 0,0098066 кДж).

(9а)

кДж/кг

Данные заносим в таблицу 1 Параметры точек.

Находим ?u, ?i, ?s, l- для отдельных процессов, используя is- диаграмму и таблицу 1.

1-2 (адиабатный)

l=-?u=-386.85кДж/кг

кДж/кг*гр

dq=0 кДж/кг

2-3 (изотермический)

3-4 (адиабатный)

l=-?u=525,22кДж/кг

кДж/кг*гр

dq=0 кДж/кг

4-1 (при х=const)

.

Данные заносим в таблицу 2 Параметры процессов.

Таблица 2

Параметры процессов

Процессы	q,кДж/кг	?u, кДж/кг	?i, кДж/кг	l, кДж/кг	?s,кДж/кг*гр
1-2	0	386,85	430	-386,85	0
2-3	367,5	-32,21	160	399,71	1,05
3-4	0	-525,22	-790	525,22	0
4-1	-120,75	170,58	200	-291,33	-1,05
?	246,75	0	0	246,75	0

Для цикла в целом:

Совершенная работа будет равна сумме работ процессов

, кДж/кг (10)

Подведенное тепло в цикле:

(11)

КПД цикла

(12)

Определяем параметры для отмеченной точки 4.

По паровым таблицам для t є С и p_абс (кПа) находим v' (м³/кг), v''(м³/кг), i'(кДж/кг), i''(кДж/кг), r (кДж/кг), s' (кДж/кг•гр), s'' (кДж/кг•гр), и по ним вычисляем:

1) удельный объем влажного пара:

, м³/кг (13)

2) энтальпию:

, кДж/кг (14)

3) теплоту парообразования:

, кДж/кг (15)

4) внешнюю и внутреннюю теплоту парообразования:

, кДж/кг (16)

, кДж/кг (17)

5) удельную внутреннюю энергию влажного пара:

, кДж/кг (18)

6) энтропию влажного пара:

, кДж/кг•гр (19)

t=60 є C;

p=0,01992МПа=0,2атм=200кПа;

v'=0,0010171м³/кг;

v''=7,678м³/кг;

i'=251,12кДж/кг;

i''=2609,2кДж/кг;

r =2357,7кДж/кг;

s'=0,8311кДж/кг•гр;

s''=7,9084кДж/кг•гр.

Данные заносим в таблицу 3

Таблица 3

Сводная таблица параметров точки 4

Параметры	По паровым таб.	По is-диаграмме
vx	6,9001	7,5
ix	2373,05	2370
ux	993,03	2222,9
rx	2124,93	-
px	740	-
sx	7,2	7,2
цx	1381,86	-

Глава 3. Графическая часть

Для построения цикла Ts-диаграмме используем данные таблицы 1, а также рассчитываем координаты для нижней пограничной кривой (н.п.к) и верхней пограничной кривой (в.п.к.).

Уравнение н.п.к.:

(20)

Задаются Т_к при различных давлениях и подсчитывают удельную теплоту парообразования по формуле:

(21)

Уравнение в.п.к.:

(22)

По полученным данным строим н.п.к. и в.п.к., наносим точки своего цикла.

Для исследования процессов и циклов водяного пара очень широко применяются is-диаграммы. Основное преимущество этой диаграммы в отличие от Ts- диаграммы, проявляется при различных расчетах, и состоит в том, что теплота жидкости, теплота парообразования, а также энтальпия перегретого пара изображается линейными отрезками, а не площадями, как в системе координат Ts.

При составлении is-диаграммы в ней по данным таблиц водяного пара наносят, прежде всего, обе пограничные кривые при заданных температурах цикла. Координатами точек для нижней пограничной кривой являются величины: i' и s' точки пересечения энтальпий и энтропий обозначаем через 1',2',3',4' и соединяем линией в н.п.к., для верхней- i'' и s'', соотвественно-1'', 2'', 3'',4'' и соединяем линией в в.п.к. (таблица 4). [1]

Линии в.п.к. необходимо соединить с н.п.к. через критическую точку К с параметрами i_k=2096,68 кДж/кг, s_k=4,13кДж/кг•гр.

Таблица 4

точки	p, 105Па	t, є C	i',кДж/кг	i'',кДж/кг	s',кДж/кг•К	s'',кДж/кг•К
1	10	170	719,3	2768,7	2,0419	6,6666
2	80	350	1671,4	2564,4	3,7786	5,2117
3	17,5	350	1671,4	2564,4	3,7786	5,2117
4	0,2	60	251,12	2609,2	0,8311	7,9084

Заключение

водяная пара цикл

В данном цикле тепло подводится в изотермическим процессе 2-3 (q_2-3=367,5кДж/кг), здесь газ расширяется и подводимое тепло превращается в механическую работу.

Процесс 3-4 -адиабатный, работа в данном процессе совершается за счет уменьшения внутренней энергии газа (?u=-525,22).

В процессе 4-1 (при х=const) механическая работа, затрачиваемая на сжатие газа, превращается в тепло и отводится от газа путем охлаждения

(q_4-1=-120,75кДж/кг).

Процесс 1-2 -адиабатный, работа в данном процессе совершается за счет уменьшения внутренней энергии газа, аналогично процессу 3-4

(?u=-386,85).

На правильность вычислений расчета показывают данные таблицы 2:

1) равенства нулю суммы значений энтальпии, внутренней энергии, энтропии газа;

2) равенство значений полезного тепла и полезной работы.

Список использованной литературы:

1. Василенко А.Н., Дрыжков Е.В. и др. Сборник задач по технической термодинамике и теплопередаче. М.: Высшая школа, 1964г.

2. Кирилин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Б. Техническая термодинамика. М: Энергоиздат, 1983г.

3. Ковалев А.П. Парогенераторы. Учебник для ВУЗов. М: Энерготомиздат, 1985г.

4. Нащокин В. Техническая термодинамика и теплопередача. Учебник. М: Высшая школа, 1976г.

5. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник. М.: Энергоиздат, 1975г.

6. Рипс С.М. Основы термодинамики и теплотехники. М.: Высшая школа, 1967г.

7. Техническая термодинамика. Учебник для ВУЗов под ред. Крутова, 2-изд., перераб. М.: Высшая школа, 1981г.

Размещено на Allbest.ru