1.8. Влажный воздух

Задача 30.

В сушильной установке производится подсушка материала с помощью воздуха при атмосферном давлении. От начального состояния с температурой t₁ °С и относительной влажностью φ₁ % воздух предварительно подогревается до температуры t₂ °С и далее направляется в сушильную камеру, где в процессе высушивания материала воздух охлаждается до t₃ = 35 °С.

Рассчитать необходимое количество теплоты q для нагревания 1 кг воздуха, параметры воздуха на выходе из сушильной камеры и количество воды, которое отбирает каждый килограмм воздуха от материала. Считать, что тепловые потери отсутствуют. Определить также, какое максимальное количество воды мог бы унести с собой 1 кг воздуха, если бы он направлялся в сушильную камеру без предварительного подогрева.

1.9. Циклы теплосиловых установок

Задача 31.

Для идеального цикла поршневого ДВС с комбинированным подводом теплоты определить параметры рабочего тела в узловых точках, термический КПД, количество подведённой и отведённой теплоты, полезную работу и степень заполнения цикла, если начальные параметры рабочего тела р₁ = 0,1 МПа, t₁ = 25 °С, степень адиабатного сжатия ε, степень повышения давления по изохоре λ и степень предварительного расширения ρ. Рабочее тело – воздух (k = 1,4).

Задача 32.

Сравнить термический КПД циклов Ренкина, осуществленных при одинаковых начальных и конечных давлениях р₁ МПа и р₂ МПа, если в одном случае пар влажный со степенью сухости х = 0,9, в другом – пар сухой насыщенный, в третьем – перегретый с температурой t₁ °С. Построить процессы расширения пара в турбине в h-s диаграмме.

Задача 33.

Сравнить термический КПД двух паросиловых установок, работающих на паре с параметрами р₁ МПа и t₁ °С, если у одной из них турбина работает на выхлоп в атмосферу (р₂ = 0,1 МПа) и котел питается водой из внешнего источника с температурой t_пв= 30 °С, а у другой имеется конденсатор с абсолютным давлением р₂ = 0,004 МПа, а котел питается конденсатом отработавшего пара. Построить процессы в h-s диаграмме.

Задача 34.

Паротурбинная установка мощностью N = 200 МВт работает на паре следующих параметров: начальное давление р₁ МПа, температура t₁ °С. Промежуточный перегрев осуществляется при давлении р_пе МПа до первоначальной температуры t_пе = t₁. Давление в конденсаторе р₂ = 0,004 МПа. Температура питательной воды t_пв °С.

Определить часовой расход топлива В кг/ч, если его теплота сгорания Q = 30 МДж/кг, а КПД парогенератора η_пг = 0,91. Прочими потерями пренебречь. Работу насоса учесть.

Задача 35.

Турбина мощностью N = 24 МВт работает при параметрах пара: р₁ МПа, t₁ °С и р₂ = 0,004 МПа. Для подогрева питательной воды из турбины отбирается пар при р_отб МПа.

Определить термический КПД регенеративного цикла и удельный расход пара на 1 кВт∙ч выработанной энергии. Сравнить эти показатели с такими же показателями для цикла без регенерации. Вычислить величину экономии от введения регенеративного подогрева.

Задача 36.

На ТЭЦ установлена теплофикационная турбина мощностью N = 12 МВт, в которой работает пар с начальными параметрами р₁ МПа, t₁ °С, противодавление р₂ = 0,2 МПа. Отработанный пар отправляется на производство и полностью возвращается на ТЭЦ в виде конденсата при температуре насыщения.

Определить часовой расход топлива В кг/ч, если КПД парогенератора η_пг = 0,90, теплота сгорания топлива Q = 29,3 МДж/кг. Каков был бы суммарный часовой расход топлива, если бы выработка энергии производилась отдельно: электроэнергии – в конденсационной установке с давлением пара в конденсаторе р₂ = 0,004 МПа и теплоты – в отопительной котельной. КПД всех парогенераторов и котлов η_пг = 0,90.