27. Паротурбинные установки. Цикл Ренкина, кпд и изображение на pv, ts и hs- диаграммах.

Паротурбинная установка является основой современных тепловых и атомных электростанций. Рабочим телом в таких установках является пар какой-либо жидкости (водяной пар). Основным циклом в паротурбинной установке является цикл Ренкина. Принципиальная схема ПТУ показана на рис.7.1 и процесс получения работы происходит в следующим образом. В паровом котле (1) и в перегревателе (2) теплота горения топлива передается воде. Полученный пар поступает в турбину (3), где происходит преобразование теплоты в механическую работу, а затем в электрическую энергию в электрогенераторе (4). Отработанный пар поступает в конденсатор (5), где отдает теплоту охлаждающей воде. Полученный конденсат насосом (6) отправляется в питательный бак (7), откуда питательным насосом (8) сжимается до давления, равного в котле, и подается через подогреватель (10) в паровой котел (1). Рассмотрим цикл Ренкина на насыщенном паре. Схема установки отличается от предыдущей схемы тем, что в данном случае будет отсутствовать перегреватель. Поэтому на турбину будет поступать насыщенный пар. На рис.7.2,а изображен цикл Ренкина в TS-диаграмме. Процессы: 3-1 – подвод теплоты от источника в воде q₁, состоит из двух процессов: 3-3^/ - кипение воды в котле; 3^/-1 – испарение воды в пар при постоянном давлении; 1-2 – в турбине пар расширяется адиабатически; 2-2^/ - пар конденсируется и отдает тепло q₂ охлаждающей воде; 2^/-3 – конденсат адиабатически сжимается.

21. Одноступенчатый поршневой компрессор. Вывод уравнения для работы привода компрессора.

Компресс-м наз-ся устр-во / сжатия Г и паров. В зав-ти от констр-го оформления и принципа действия все компр-ры делятся на поршневые и центробеж-е. Рассм. работу 1-ступ-го компрессора. (рис1) Компр-р сост-т из цилиндра-1 с пустотелыми стенками, в кот циркул-т охлаж-я вода и поршня-2, соед-го кривошипно-ползун-м мех-м с электродв-м или др. источником мех-й работы. В крышке цилиндра в спец-х коробах размещ-ся впускной-3 и нагнетательный-4 клапан. Они откр-ся автомат-и при измен-и Р.в цилиндре. Раб-й процесс компр-ра совер-ся за 2 хода поршня. При движ-и поршня откр-ся клапан-3 и в цилиндр поступ-т Г при Р-Р₁. При обрат-м движ-и поршня клапан-3 закр-ся, Г сжим-ся до Р-Р₂, откр-ся клапан-4 и сжатый Г подается потреб-лю или поступ-т в резер-р. Теор-я индикат-я диаграмма компр-ра: процесс 0-1- процесс заполнения цилиндра Г;1-2(2',2")- сжатие Г; 2(2',2")-3-нагнетание Г.(рис2) Работа компр-ра опр-ся площадью индик-й диаграммы и зав-т от хар-ра процесса сжатия. 1-2-адиаб-й процесс; 1-2'-политропный; 1-2"-изотерм-й. Теор-я работа компр-ра:1)при адиаб-м сжатии в k раз >, работы адиа-го процесса: lт=K/K-1*P₁v₁((P₂/P₁)^k-1/k-1), Дж/кг;Lт= K/K-1*P₁V₁((P₂/P₁)^k-1/k-1),Дж; 2)процесс политр-й с=соnst, работа в N раз>, работы полит-го процесса: lт=n/n-1*P₁v₁((P₂/P₁)^n-1/n-1),Дж/кг; Lт= n/n-1*P₁V₁((P₂/P₁)^n-1/n-1),Дж;3) Работа компр-ра при изотер-м сжатии= работе изотер-го процесса: lт=RT*ln(P₂/P₁)=P₁v₁*ln(P₂/P₁), Дж/кг; Lт=mRT*ln(P₂/P₁)=P₁V₁*ln(P₂/P₁), Дж/кг; Теор-я мощн-ть двиг-ля/привода компр-ра:

Nт=Lт/3.6*10⁶ В действ-ти индик-я диаграмма из-за наличия трения, теплообмена и мертвого прост-ва отлич-ся от теор-й. (рис3) Все эти особен-ти учит-ся эффектом КПД компр-ра, тогда действ-я мощ-ть двиг-ля / привода компр-ра будет>теор-й Nт<Ng, Ng=L/3.6*10⁶*η_к, кВт. В одноступ-х компр-х невозможно получ-е Г выс Р.