Расчет двигателя внутреннего сгорания

Расчет термодинамического цикла паросиловой установки с помощью таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара и диаграммы "h-s" для водяного пара. Определение расходов пара и теплоты при заданной мощности паросиловой установки и его изображение.

Рубрика Физика и энергетика
Вид практическая работа
Язык русский
Дата добавления 30.04.2014
Размер файла 427,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Российский Государственный Университет нефти и газа имени И.М. Губкина

Кафедра термодинамики и тепловых двигателей

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 2

по теплотехнике

ВАРИАНТ №2

Работу выполнил: ст. гр. МО-11-10

Бузыненко Н.В.

Работу проверил: профессор Купцов С.М.

МОСКВА 2014

Постановка задачи

Паросиловая установка работает по циклу Ренкина (рис. 1а). Выполнить расчет термодинамического цикла паросиловой установки с помощью таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара и диаграммы “h-s” для водяного пара. Газ подчиняется закону Клапейрона. Теплоемкость газа выбирается при начальных параметрах сжатия и остается неизменной.

а б

Рис. 1 Циклы Ренкина паросиловых установок

Таблица 1

Исходные данные

P1, МПа

t1, ?С

P2, кПа

N, МВт

P1', МПа

t1'', ?С

3

330

15

3,5

1

320

Определить:

1. Параметры и функции состояния в характерных точках цикла: P, v, T, t, x, u, h, s.

2. Удельную работу цикла lц, термический коэффициент полезного действия .

3. Удельные расходы пара d и теплоты q.

4. Расходы пара D и теплоты Q при заданной мощности паросиловой установки N. мощность термодинамический пар теплота

Изобразить цикл в координатах “Р-v”, “Т-s” и “h-s”. Начертить схему установки.

Как изменится термический КПД цикла Ренкина , если ввести промежуточное адиабатное расширение (рис. 1б) до давления P1', а затем вторичный перегрев при постоянном давлении до температуры t1''.

Решение:

Примечание: вместо диаграммы h-sв расчетах используется приложение для iOS «SteamThermo 2», разработчик Phillip Harris.

Рис. 2 Интерфейс приложения «SteamThermo 2» (а - главное меню; б - режим «SATURATED»; в - режим «ALL PROPERTIES»)

1. Параметры и функции состояния в характерных точках цикла

a. Точка «1»:

Выбираем в приложении режим «ALL PROPERTIES»

Подставляем значения:

Давление - =3 Мпа;

Температура - =330

Получаем значения:

Удельная энтальпия -

Удельная энтропия -

Удельный объем -

Высчитываем:

Абсолютная температура -

Удельная внутренняя энергия -

b. Точка «2»:

Процесс «1-2» адиабатный =>

Выбираем в приложении режим «ALL PROPERTIES»

Подставляем значения:

Давление - =0,015 Мпа;

Удельная энтропия -

Получаем значения:

температура -

Удельная энтальпия -

Высчитываем:

Точка «3»:

Точка «3» находится на нижней пограничной кривой,

Процесс «2-3» изобарный и изотермический =>

Выбираем в приложении режим «ALL PROPERTIES»

Подставляем значения:

Получаем значения:

Высчитываем:

c. Точка «4»

Процесс «3-4» изохорный, адиабатный и изотермический=>

Выбираем в приложении режим «ALL PROPERTIES»

Подставляем значения:

Получаем значения:

Высчитываем:

d. Точка «5»:

Процесс «4-5» изобарный=>

Выбираем в приложении режим «SATURATED»

Подставляем значение:

Точка «5» находится на нижней пограничной кривой=>

, что соответствует столбцу «f» в режиме «SATURATED».

Получаем значения:

Высчитываем:

e. Точка «6»:

Процесс «5-6» изобарный и изотермический=>

Выбираем в приложении режим «SATURATED»

Подставляем значение:

Точка «6» находится на верхней пограничной кривой=>

, что соответствует столбцу «g» в режиме «SATURATED».

Получаем значения:

Высчитываем:

2. Удельная работа цикла, термический коэффициент полезного действия

a. Удельная работа цикла:

b. Термический КПД:

3. Расходы пара и теплоты при заданной мощности паросиловой установки

a. Расход пара:

b. Расход теплоты:

Р-vh-s T-s

Рис. 3 Цикл в координатах

Рис. 4 Схема установки

4. Цикл Ренкина с вторичным перегревом

a. Точка «1»:

Выбираем в приложении режим «ALL PROPERTIES»

Подставляем значения:

Получаем значения:

Высчитываем:

b. Точка «1'»:

Процесс «1-1'» адиабатный =>

Выбираем в приложении режим «ALL PROPERTIES»

Подставляем значения:

Получаем значения:

Высчитываем:

c. Точка «1''»:

Процесс «1'-1''» изобарный =>

Выбираем в приложении режим «ALL PROPERTIES»

Подставляем значения:

Получаем значения:

Высчитываем:

d. Точка «2»:

Процесс «1''-2» адиабатный =>

Выбираем в приложении режим «ALL PROPERTIES»

Подставляем значения:

Получаем значения:

Высчитываем:

Точки 3-6 будут иметь те же параметры и функции состояния, что и в цикле Ренкина без повторного перегрева.

e. Удельная работа цикла:

f. Термический КПД:

Таблица 2

Значения параметров и функций состояния цикла Ренкина без повторного перегрева

точки

Р,

МПа

v,

м3/кг

T,

K

t,

oC

u,

кДж/кг

h,

кДж/кг

s,

Дж/(кг.K)

1

3,00

0,087

603,150

330,000

2808,00

3069

6667

2

0,015

8,169

327,12

53,97

2037,47

2160

6667

3

0,015

0,001

327,12

53,97

225,985

226

753

4

3,00

0,001

327,12

53,97

225

228

753

5

3,00

0,001

485,534

233,86

1005,4

1008,4

2646

6

3,00

0,066

485,534

233,86

2603,27

2803

6186

Таблица 3

Значения параметров и функций состояния цикла Ренкина с повторным перегревом

точки

Р,

МПа

v,

м3/кг

T,

K

t,

oC

u,

кДж/кг

h,

кДж/кг

s,

Дж/(кг.K)

1

табл. 2

1'

1

0,203

467,65

194,5

2612

2815

6667

1''

1

0,268

593,15

320

2826

3094

7200

2

0,015

8,9

327,12

53,97

2200,5

2334

7200

3

табл. 2

4

5

6

5. Изменения функций состояния и процессов цикла Ренкина без повторного перегрева

a. Изменение удельной внутренней энергии:

Изменение внутренней энергии равно разности значений внутренних энергий в конечной и начальной точках процесса.

b. Изменение удельной энтальпии:

Изменение энтальпии равно разности значений энтальпии в конечной и начальной точках процесса.

c. Изменение удельной энтропии:

Изменение энтропии равно разности значений энтропии в конечной и начальной точках процесса.

d. Удельная термодинамическая работа:

e. Удельная потенциальная работа:

f. Удельная теплота:

Таблица 4

Изменения функций состояния и процессов цикла Ренкина без повторного перегрева

Процесс

u,

кДж/кг

h,

кДж/кг

s,

Дж/(кг.K)

?,

кДж/кг

w,

кДж/кг

q,

кДж/(г

1-2

-770,53

-909

0

770,53

909

0

2-3

-1811,49

-1934

-5,914

-122,52

0

-1934

3-4

-0,985

2

0

0

-2

0

4-5

780,4

780,4

1,893

0

0

780,4

5-6

1597,87

1794,6

3,54

195

0

1794,6

6-1

204,73

266

0,481

63

0

204,73

6. Изменения функций состояния и процессов цикла Ренкина с повторным перегревом

Примечание: Изменения функций состояния и процессов 3-4, 4-5, 5-6, 6-1 будет те же, что и в цикле Ренкина без повторного перегрева, поэтому рассматриваем только процессы 1-1', 1'-1'', 1''-2, 2-3.

a. Изменение удельной внутренней энергии:

Изменение внутренней энергии равно разности значений внутренних энергий в конечной и начальной точках процесса.

b. Изменение удельной энтальпии:

Изменение энтальпии равно разности значений энтальпии в конечной и начальной точках процесса.

c. Изменение удельной энтропии:

Изменение энтропии равно разности значений энтропии в конечной и начальной точках процесса.

d. Удельная термодинамическая работа:

e. Удельная потенциальная работа:

f. Удельная теплота:

Таблица 5

Изменения функций состояния и процессов цикла Ренкина без повторного перегрева

Процесс

u,

кДж/кг

h,

кДж/кг

s,

Дж/(кг.K)

?,

кДж/кг

w,

кДж/кг

q,

кДж/кг

1-1'

-196

-254

0

196

254

0

1'-1''

214

279

0,533

65

0

254

1''-2

-625,5

-760

0

625,5

760

0

2-3

-1974,51

-2108

-6,447

-133,485

0

-2108

3-4

табл. 4

4-5

5-6

6-1

Выводы

1. При использовании вторичного перегрева термический КПД цикла Ренкина возрастает, так как увеличивается количество подведенной теплоты, а, следовательно, и работа цикла.

2. Использование вторичного перегрева в цикле позволило увеличить, в нашем случае, КПД на 1,6%, а работу цикла на 11%.

3. Цикл Ренкина с вторичным перегревом имеет показатели КПД и работы цикла больше, но характеризуется более сложной конструкцией.

Литература

1. Теоретические основы теплотехники. Часть I. Термодинамика в технологических процессах нефтяной и газовой промышленности / Б.П. Поршаков, А.Ф. Калинин, С.М. Купцов, А.С. Лопатин, К.Х. Шотиди. Учебное пособие. М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2005. 148 с.

2. Основы термодинамики и теплотехники / Б.П. Поршаков, Б.А. Романов. Учеб. для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1988. 299.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Основной теоретический цикл расширения водяного пара в турбине. Анализ влияния начальных и конечных параметров рабочего тела на термодинамическую эффективность паросиловой установки. Выводы об эффективности работы рассчитываемой паросиловой установки.

    курсовая работа [225,9 K], добавлен 23.02.2015

  • Установки паросилового термодинамического цикла. Технологическая схема паросиловой установки для производства электроэнергии. Процессы испарения жидкости при высоком давлении, расширения пара и его конденсации, увеличения давления до начального значения.

    контрольная работа [50,6 K], добавлен 09.10.2010

  • Задачи и их решения по теме: процессы истечения водяного пара. Дросселирование пара под определенным давлением. Прямой цикл – цикл теплового двигателя. Нагревание и охлаждение. Паротурбинные установки. Холодильные циклы. Эффективность цикла Ренкина.

    реферат [176,7 K], добавлен 25.01.2009

  • Расчёт принципиальной тепловой схемы как важный этап проектирования паротурбинной установки. Расчеты для построения h,S–диаграммы процесса расширения пара. Определение абсолютных расходов пара и воды. Экономическая эффективность паротурбинной установки.

    курсовая работа [190,5 K], добавлен 18.04.2011

  • Цикл парогазовой установки с конденсационной паровой турбиной, разработка ее схемы и расчет элементов. Параметры оптимальных режимов ПГУ с впрыском пара по простейшей схеме. Определение параметров и построение в термодинамических диаграммах цикла.

    курсовая работа [980,7 K], добавлен 14.12.2013

  • Упругость водяного пара. Удаление адсорбированного вещества с поверхности адсорбента. Зависимость между влажностью материала и относительной упругостью водяного пара. Диффузия водяного пара через ограждение. Коэффициент паропроницаемости материала.

    контрольная работа [286,6 K], добавлен 26.01.2012

  • Процесс расширения пара в турбине в h,s-диаграмме. Баланс основных потоков пара и воды. Определение расхода пара на приводную турбину. Расчет сетевой подогревательной установки, деаэратора повышенного давления. Определение тепловой мощности энергоблоков.

    курсовая работа [146,5 K], добавлен 09.08.2012

  • Рассмотрение технологической схемы теплоутилизационной установки. Расчет печи перегрева водяного пара и котла-утилизатора. Составление теплового баланса воздухоподогревателя, определение коэффициента полезного действия и эксергетическая оценка установки.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 03.10.2014

  • Особенности процесса парообразования. Реальный газ, образующийся при испарении или кипении воды, как рабочее тело в теплотехнике. Виды пара, доля сухого пара во влажном паре. Критическая (удельные объемы пара и жидкости сравниваются ) и тройная точки.

    презентация [240,5 K], добавлен 24.06.2014

  • Характеристика термодинамического состояния идеального газа в переходных точках. Изменение калорических характеристик при переходе рабочего тела из начального состояния в конечное. Расчет количества теплоты, деформационной работы и работы перемещения.

    контрольная работа [924,3 K], добавлен 21.11.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.