Техническая термодинамика

1. Липецкий государственный технический университет Кафедра химической технологии, экологии и литья

Лекция 5
по дисциплине
Техническая термодинамика
(для студентов специальности ХТ)
ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
Составитель: к.т.н., доц. Андриянцева С.А.
Липецк 2014
1

2. Содержание:

1. Обобщенная схема теплоэнергетической установки
2. ЦИКЛЫ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК
3. ЦИКЛЫ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК
4. ЦИКЛЫ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК
5. ЦИКЛЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК
6. И ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ
7. ЦИКЛЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
2 8. ЦИКЛЫ ВОЗДУШНЫХ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

3. Обобщенная схема теплоэнергетической установки (ТЭУ)

3

4. Работа изменения давления в потоке для адиабатных процессов сжатия

На практике применяют
многоступенчатое
адиабатное сжатие с
промежуточным
изобарным
охлаждением рабочего
тела до начальной
температуры (рис.1.19),
т.е. добиваются
приближения процесса
сжатия 1аbс к
изотермическому 1-2.
4

5. Цикл ПТУ на перегретом паре и сжатии рабочего тела в области жидкости

5

6. Методика расчета цикла простой ПТУ Расчет обратимого цикла ПТУ

Определение теплоты, подведенной в цикле ПТУ q1 (Ро=const)
q1=qэк+ qисп+ qпп=ho-ctпв,
(7.2)
где qэк= cto’- ctпв, qисп=ho’- cto’=ro, qпп=ho- ho’;ro уд. теплота парообраз-я при
Ро.
Определение теплоты, отведенной из цикла ПТУ q2 (Рк=const)
q2=hк- ctк’.
(7.3)
Определение технической работы расширения пара в турбине
lт=ho-hк.
(7.4)
Техническая работа, затраченная на сжатие воды в насосе (7.1).
Определение работы идеального цикла ПТУ
lt=lт-lн=q1-q2.
Определение термического КПД цикла ПТУ
.
6
(7.6)
Удельный расход пара и теплоты
.
(7.5)

7. Расчет необратимого цикла ПТУ

Необратимость пр-са расширения пара в турбине хар-ся внутрен. относитКПД
турбины oi. - действительной работы турбины к теор.: ηoi
l тi ho - hкi
lт
ho - hк
(7.12)
Необратимость пр-са сжатия воды в насосе характеризуется адиабатным
коэффициентом насоса н.-отношение теор. работы сжатия насоса к действит.:
l
ct - ct к'
ηн н пв
.
lнi
ct пвi - ct к'
(7.13)
Параметры в конце необратимых адиабатных процессов 1-2’ и 3-4’:
l
ct пвi ct к' н .
ηн
hкi ho - ηoi (ho - hк ) ;
Уд. теплота, подведенная в ПТУ-разность энтальпий изобарного процесса 4’1:
q1i=ho-ctпвi.
(7.14)
Уд. теплота, отведенная из ПТУ -разность энтальпий изобарного процесса 2’-3:
q2i=hкi-ctк’.
(7.15)
Удельная техническая работа турбины :lтi=ho-hкi= oi(ho-hк) .
Удельная техническая работа насоса :
Удельная работа цикла ПТУ :
(7.16)
lнi=ctпвi-ctк’=lн/ н
(7.17)
li= lтi- lнi= q1i- q2i .
(7.18)
l
Тепловая эконом-ть необратимого цикла ПТУ (внутр. абс. КПД): ηi i
q1i
Внутр. абсолютный КПД ПТУ без учета работы насоса: ηнi =
7
l тi
ho -ct к'
=ηнt ηoi
Уд. расход пара на выработанный кВт·ч реального цикла ПТУ di=
(7.19)
(7.20)
3600
(7.21)
l тi
Уд. расход теплоты на выработанный кВт•ч реальн. цикла ПТУ qi
3600
ηн
i
(7.22)

8. Регенеративный цикл ПТУ

8

9. ЦИКЛЫ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

9

10. ЦИКЛЫ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

10

11. ЦИКЛЫ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

11

12. ЦИКЛЫ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК

12

13. ЦИКЛЫ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК

13

14. ЦИКЛЫ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК

Удельная теплота, подведенная к рабочему телу, в ПГУ с КУ
соответствует процессу 2-3 q1i dг cp (T3 T2 )
(9.3)
Удельная теплота, отведенная от рабочих тел, в данном цикле
соответствует процессам: 5-1 (для газа) и вс (для водяного пара).
q 2i q 2 г q 2 п dг cp (T5 T1) (hк ct'к ) ,
(9.4)
где q2г и q2п – удельные потери теплоты в газовом и паровом
контурах соответственно.
Удельная работа газового цикла определяется как
liг dг (liк liгт ) dг (ср (T3 T4 ) ср (T2 T1)) ,
(9.5)
где liк и liгт – удельные работы компрессора и газовой турбины.
Удельная работа парового цикла (без учета работы насоса)
liпту ho hк .
(9.6)
Уд. работа цикла ПГУ определяется как сумма работ ГТУ и ПТУ
liПГУ liг liпту dг c p (( T3 T4 ) (T2 T1)) (ho hк ) .
(9.7)
Внутренний абсолютный КПД ПГУ с КУ определяется:
14
liПГУ
iПГУ
.
q1i
(9.8)

15. Цикл ПГУ с низконапорным парогенератором

15

16. Цикл ПГУ с высоконапорным парогенератором

16

17. Полузависимая ПГУ

17

18.

18

19.

http://yandex.ru/video/search?filmId=6y2Kdc2VUXI&tex
t=%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B3%D0
%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F%2
0%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%
BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0
19