Зміст контрольної роботи і пояснювальної записки

ЗМІСТ

1 Зміст контрольної роботи і пояснювальної записки....................................................................5

2 Тематика завдання...........................................................................................................................5

3 Умова завдання................................................................................................................................6

4 Методичні вказівки до розрахунку................................................................................................6

4.1 Розрахунок р, V, T в основних крапках циклу..........................................................................7

4.2 Розрахунок u, h, S в основних крапках циклу..........................................................................8

4.3 Розрахунок , , , ∆S, , для кожного процесу парового циклу..............................9

4.4 Побудова циклу в координатах p-V, Т-S, h-S..........................................................................10

4.5 Розрахунок , , , , в циклі......................................................................................12

4.6 Розрахунок параметрів заданої крапки....................................................................................12

Додаток А..........................................................................................................................................14

Додаток Б...........................................................................................................................................15

Додаток В..........................................................................................................................................19

Список використаної літератури.....................................................................................................20

ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ

Розрахунково-графічна робота з курсу «Технічна термодинаміка» виконується студентами спеціальності 7.090510 «Теплоенергетика».

При вивченні дисципліни «Технічна термодинаміка» позитивним моментом є придбання студентами навичок використання теоретичних основ курсу при рішенні прикладних інженерних завдань.

Систематизація і цілеспрямованість самостійної роботи сприяють підвищенню ефективності навчання, а рішення числовими методами конкретних технічних завдань сприяє не тільки засвоєнню теоретичних положень курсу, а також і переходу від знання навчального матеріалу до вміння практично користуватися своїми знаннями.

Основне завдання розрахунку - закріплення і поглиблення знань, отриманих при вивченні курсу, придбання навичок аналізу здійснюваних технічних розрахунків, розширення знань в області термодинамічних циклів теплових двигунів, а також удосконалювання вміння студентами користуватися спеціальною технічною літературою і довідниками.

ЗМІСТ КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ І ПОЯСНЮВАЛЬНОЇ ЗАПИСКИ

Розрахунково-графічна робота виконується у вигляді розрахунково-пояснювальної записки, оформляється на форматних аркушах А4, з однієї сторони.

Розрахунково-пояснювальна записка повинна містити:

а) титульний аркуш (Додаток. А);

б) реферат - короткий виклад змісту і результатів виконаної роботи;

в) зміст;

г) введення, у якому описуються цикл і послідовні термодинамічні процеси, що складають цей цикл, виконується початковий аналіз вихідних даних і графічна ілюстрація циклу;

д) розрахункова частина містить у собі наступні розділи. У першому розділі здійснюється визначення термічних параметрів робочого тіла в основних крапках циклу, у другому – калорических параметрів робочого тіла, у третьому виробляється розрахунок параметрів, що відповідають термодинамічному аналізу циклів теплових двигунів, у четвертому будується цикл ПТУ в координатах p–V; T–S; h–S, у п'ятому визначаються сумарні і економічні показники циклу, у шостому – параметри відзначеної крапки;

е) виводи;

ж) список використаної літератури.

ТЕМАТИКА ЗАВДАННЯ

По призначенню теплові машини діляться на теплові двигуни (теплові установки) і холодильні установки. Тепловими двигунами називаються безперервно діючі пристрої, у яких відбувається перетворення теплоти в роботу.

Сучасна стаціонарна теплоенергетика базується в основному на парових теплосилових установках (ПТУ). Теплосилові станції, як відомо, у цей час дають більше 80% енергії, вироблюваної в нашій країні. У сучасних ПТУ широко використовується енергія органічного і ядерного палива.

У топках ПТУ хімічна енергія органічного палива перетворюється в теплову енергію продуктів згоряння. У паровому котлі відбувається передача теплоти від продуктів згоряння робочому тілу (воді, парі). Перегріта пара надходить у турбіну, де енергія пари перетворюється спочатку в кінетичну енергію потоку, а потім у кінетичну енергію обертання ротора турбіни. В електричному генераторі механічна енергія перетворюється в електричну (турбіна і генератор установлені на одному валу). У ПТУ джерелом теплоти високої температури - тепловіддатчиком є газоподібні продукти згоряння палива. Джерелом теплоти низької температури - теплоприємником - охолоджуюча вода, що циркулює по трубках конденсатора, а робочим тілом є вода, що у паровому котлі перетворюється в насичену, а потім у пароперегрівнику - у перегріту пару. Особливість ПТУ - фазове перетворення робочого тіла в циклі.

Процеси підведення і відводу теплоти в реальних циклах ПТУ необоротні внаслідок великого температурного перепаду між температурою робочого тіла і тепловіддатчиком (продукти згоряння палива), а також робочого тіла і теплоприємника, тобто навколишнього середовища.

УМОВА ЗАВДАННЯ

Водяна пара масою 1 кг робить прямий термодинамічний цикл, що складається із чотирьох послідовних термодинамічних процесів. Дані, необхідні для розрахунку залежно від варіанта, наведені в Додатку Б.

Потрібно:

1. Визначити за допомогою h-S діаграми або Таблиць термодинамічних властивостей води та водяної пари(далі-Таблиць), а також відповідних залежностей термічні параметри стану робочого тіла (p, [Па]; V, [м³/кг]; T, [К]) у характерних крапках циклу. Результати звести в таблицю 1.

2. Визначити за допомогою h-S діаграми або Таблиць, а також відповідних залежностей калоричні параметри стану робочого тіла (u, [кДж/кг]; h, [кДж/кг];

S, [кДж/(кг∙ К)]) у характерних крапках циклу. Результати звести в таблицю 2.

3. Для кожного із процесів визначити зміну питомих внутрішньої енергії , [кДж/кг], ентальпії , [кДж/кг], ентропії ∆S, [кДж/[кг∙ К]], питомі теплоту , [кДж/кг] і роботу , [кДж/кг] процесу. Результати звести в таблицю 3.

4. Побудувати цикл у координатах: р-V; T–S; h–S.

5. Визначити сумарні кількості питомої теплоти підведеної [кДж/кг] і відведеної

q₂[кДж/кг] у циклі, питому роботу циклу l_ц [кДж/кг], термічний коефіцієнт корисної дії(ККД) циклу , середній індикаторний тиск p_i [кПа].

6. Для відзначеної крапки за допомогою h–S діаграми або Таблиць визначити V_x , h_x , u_x , S_x , _, а також зовнішню і внутрішню теплоту паротворення . Результати звести в таблицю 4.

Для полегшення розрахунків і їхнього аналізу пропонується роботу паротурбінної установки деякою мірою ідеалізувати. Ця ідеалізація полягає в тім, що:

- цикл робочого тіла є замкнутим, а маса робочого тіла однакова для всіх періодів робочого процесу, тобто допускається, що робоче тіло за час одного циклу повертається у вихідний стан, а не викидається в атмосферу;

- процес згоряння палива заміняється підведенням теплоти до робочого тіла від деякого фіктивного гарячого джерела теплоти;

- механічні втрати на тертя, гідравлічні втрати, а також втрати в навколишнє середовище відсутні.

У зв'язку із цим можна допустити, що цикл паротурбінної установки є оборотним.