Тема 4. Циклы тепловых двигателей. Теоретические циклы тепловых двигателей. Циклы паросиловых, газотурбинных, поршневых, реактивных двигателей (8 часов)

Термодинамический анализ никла теплового двигателя. Термический КПД цикла. Цикл Ренкина и возможности повышения его эффективности. Циклы ГТУ (простые и с регенерацией). Изображение циклов тепловых двигателей в pv-и Ts-диаграммах. Степень сжатия в ДВС. Относительный внутренний КПД цикла. Эффективный КПД цикла. Пути оценки совершенства реальных циклов.

Литература

[1, с. 288–320]

Вопросы для самопроверки

1. Назовите условия схематизации и идеализации реального цикла установки.

2. Что такое термический КПД теоретического цикла?

3. Что такое «карнатизация» цикла?

4. Какие существуют методы анализа циклов тепловых двигателей?

5. Как выглядит в Ts-диаграмме цикл Ренкина?

6. Что показывает внутренний относительный КПД цикла?

7. Что такое эффективный КПД теплосиловой установки?

8. Как влияют начальные и конечные параметры пара на экономичность паротурбинной установки?

9. Для чего применяют регенеративный подогрев питательной воды?

10. В чем состоят особенности циклов ДВС?

Тема 5. Принцип преобразования энергии на примере теплового двигателя (турбинной осевой ступени). Общее представление об активных и реактивных турбинах, о турбинной ступени радиального типа (8 часов)

Понятие турбинной ступени. Процесс перехода потенциальной энергии пара в кинетическую энергию струи, а затем в механическую энергию на валу турбины. Профили турбинных лопаток. Треугольники скоростей. Абсолютная и относительная скорость. КПД ступени. Особенности конструирования активных и реактивных ступеней.

Литература

[1, с. 251–320; 3]

Вопросы для самопроверки

1. Что такое турбинная ступень?

2. Из каких основных элементов состоит турбинная ступень?

3. Что такое степень реактивности турбинной ступени?

4. Постройте треугольники скоростей для активной и реактивной турбинной ступени.

Тема 6. Турбина – один из видов тепловых двигателей. Схема ступени турбины, сопла (4 часа)

Конструкция турбины. Паровая турбина Лаваля. Рабочий процесс в одноступенчатой и многоступенчатой турбине. Особенности осевых, радиальных и осерадиальных турбин. Общие принципы работы паровых, газовых и гидротурбин. Мощность различных типов турбин.

Литература

[3]

Вопросы для самопроверки

1. Назовите основные элементы турбины.

2. Объясните принцип преобразования энергии в турбине.

3. Изобразите процесс в турбине в is-диаграмме.

4. Какие мощности и начальные параметры рабочего тела имеют различные виды турбин?

5. Как классифицируют паровые турбины?

Тема 7. Относительный КПД на рабочих лопатках ступени. Внутренняя мощность ступени. Относительный внутренний КПД. Процесс расширения рабочего тела в турбинной ступени в is-диаграмме (6 часов)

Эффективность работы турбинной ступени. Потери в турбинной ступени. Зависимость потерь в турбинной ступени от различных факторов. Пути снижения потерь и увеличения КПД турбинной ступени. Принципы построения рабочего процесса в ступени вis-диаграмме.

Литература

[3]

Вопросы для самопроверки

1. Какие потери в турбинной ступени вы знаете?

2. Назовите способы уменьшения потерь в турбине.

3. Что такое концевые потери?

4. Что такое потери от парциальности?

5. Дайте определение внутренним и внешним потерям в турбине.

Тема 8. Многоступенчатая паровая турбина: схема, изменение давления, абсолютной скорости пара и вращающего момента по проточной части, процесс расширения пара в is-диаграмме, КПД (4 часа)

Обоснование эффективности применения многоступенчатой схемы для паровой турбины. Конструктивное оформление многоступенчатой паровой турбины. Отборные отсеки в многоступенчатой паровой турбине. Пример построения процесса расширения в многоступенчатой паровой турбине в is-диаграмме.

Литература

[3; 1, с. 677–699]

Вопросы для самопроверки

1. Почему применяют многоступенчатые паровые турбины?

2. Что такое возврат теплоты?

3. В чем различие дроссельного и соплового парораспределения?

4. В чем различие прямого и непрямого регулирования турбины?

5. Какие схемы регулирования применяются в современных паровых турбинах?

Тема 9. Газотурбинные установки. Реальные циклы газотурбинных установок. Применение ГТУ в энергетике и промышленности. Методы повышения их экономичности. Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты (6 часов)

Принцип действия газотурбинной установки. Сравнение теоретического и реального цикла ГТУ. Особенности конструкции газовой турбины. Основные потери энергии в ГТУ и способы их уменьшения. Пример применения газовых турбин в конструкциях газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов.

Литература

[1, с. 251–288; 2; 4]

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите основные характеристики реального цикла ГТУ при р=const.

2. Каким образом влияет введение в цикл ГТУ промежуточного охлаждения и подогрева на характеристики установки?

3. Что такое степень регенерации, отчего зависит и как определяется ее величина в ГТУ?

4. Перечислите основные элементы ГТУ.

5. Укажите способы повышения экономичности ГТУ.