3.4. Методические указания к проведению практических занятий

Практические занятия предусматривают решение задач по разделам дисциплины: теоретические основы теплоэнергетики, циклы энергетических установок, источники энергоснабжения, системы энергоснабжения. Ниже приводятся задачи по этим разделам, рассматриваются примеры решения задач, связанных с курсовой работой. Сначала попробуйте выполнить задачу самостоятельно и только потом посмотрите предлагаемое решение. Такая тренировка поможет Вам в дальнейшем при ответах на вопросы теста и решения задачи соответствующего раздела.

При затруднениях обращайтесь к опорному конспекту и учебникам [1], [2].

Студенты, обучающиеся по системе ДОТ закрепляют теоретический материал, решая задачи, приведенные в практических занятиях (ПЗ).

Баллы за практические занятия выставляются на основании представления преподавателю решенных задач. Студенты ДОТ вывешивают решенные задачи на учебный сайт.

Практическое занятие №1. Расчет цикла Карно

Задача 1-1. Один кг воздуха совершает цикл Карно в пределах температур от Т₁ = 900 К до Т₂ = 300 К. Давление в цикле – 6 МПа и 0,1 МПа. Определить КПД цикла.

РЕШЕНИЕ:

Цикл Карно состоит из изотермических процессов подвода теплоты q₁ и отвода теплоты q₂, адиабатных процессов расширения и сжатия.

Точка 1: р₁ = 6 МПа, Т₁ = 900 К (по заданию). Удельный объем воздуха находим из уравнения состояния:

м³/кг.

Точка 2: Т₂ = 900 К. Из уравнения адиабаты (к = 1,4)

МПа.

Удельный объем воздуха

м³/кг.

Точка 3: р₃ = 0,1 МПа, Т₃ = 300 К (по заданию)

м³/кг.

Точка 4: Т₄ = 300 К

МПа.

Из уравнения изотермы

м³/кг.

Термический КПД цикла

.

Количество подведенной теплоты

кДж/кг.

Количество отведенной теплоты

кДж/кг.

Работа цикла

l_ц = q₁ – q₂ = 42,5 кДж/кг.

Проверка:

Задача 1-2. Для условий предыдущей задачи определить, как изменятся параметры в основных точках цикла, термический КПД, теплота и работа, если в качестве рабочего тела использовать кислород или азот.

В результате решения задачи Вы должны убедиться, что замена одного рабочего тела на другое (воздуха на О₂ или N₂) приводит к изменению параметров в характерных точках цикла и количестве подведенной и отведенной теплоты. Термический КПД цикла не зависит от свойств рабочего тела.

Задача 1-3. Определить параметры сухого насыщенного пара при давлении 5 МПа.

РЕШЕНИЕ:

В h-s диаграмме (приложение) на пересечении линий х = 1 и изобары 5 МПа (50 бар) находим точку 1, которая определяет состояние пара. По изохоре и изотерме, проходящим через точку 1, находим соответственно м³/кг и t₁ = 264 ^оС, энтальпия кДж/кг, энтропия кДж/(кг·К). Эти же параметры можно найти из таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара.

Задача 1-4. Определить параметры влажного пара при давлении 5 кПа и степени сухости х = 0,94.

Задача 1-5. Определить параметры перегретого водяного пара при давлении 10 МПа и температуре 500 ^оС.