Теоретические основы теплотехники. Ляшков В.И. - 49 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

)57.1(.
)()(
))(1()(
от41
2от221
от41
2121от21
от31
21от21
1
остот
1
ц
р
hh
hhhh
hh
hhhhhh
hh
hhhh
q
ll
q
l
t
−
−α−−
=
−
α+α−−+α−α
=
=
−
−α−+−α
=
+
==η
Из уравнения (1.56) найдем
h
4от
= h
3
– α (h
2от
– h
3
),
и тогда предыдущую формулу перепишем так:
)()(
)()(
3от231
2от221
р
hhhh
hhhh
t
−α−−
−α−−
=η
.
Для цикла без регенерации, как показано выше,
31
21
hh
hh
t
−
−
=η
.
Сопоставляя приведенные формулы, отметим, что и числитель, и знаменатель в формуле
(1.57) уменьшаются по сравнению с последней формулой. Но поскольку
h
2
> h
3
, то и
α (h
2от
– h
3
) > α (h
2от
– h
2
),
и значит знаменатель формулы (1.57) уменьшается больше, чем числитель. Из этого следует,
что
η
tр
> η
t
.
Обычно осуществляют несколько отборов пара, устанавливая и несколько подогревателей конденсата. Термический
КПД при этом увеличивается. Однако по мере увеличения температуры конденсата
t
4от
КПД может достигнуть максимума, а
затем начать уменьшаться. Поэтому термодинамическим анализом цикла обычно устанавливаются оптимальные доли
α
1
, α
2
,
… отбираемого пара, при которых обеспечивается наивысший термический КПД.
Еще большую эффективность обеспечивают теплофикационные установки, в которых отводимое при конденсации
отработанного пара теплота используется для производственных нужд и отопления. Чтобы температура охлаждающей воды,
выходящей из конденсатора, была достаточно высокой (обычно это 120 … 140
°С), приходится заметно поднимать давление
р
2
, что несколько снижает величину η
t
. Но при этом установка работает практически без отбросного тепла (если
пренебрегать теплопотерями в окружающую среду) и экономическая эффективность такого цикла может достигать 70 … 75
%.
На рис. 1.80 показана
h–s диаграмма теплофикационного цикла в сравнении с обычным циклом Ренкина. Из рисунка
видно, что количество отводимого тепла
q
2
= h
2т
– h
3т
при теплофикации больше, чем в обычном цикле (значит работа за
цикл и величина
η
t
будут меньше), но зато практически все это тепло полезно используется, а не просто выбрасывается в
окружающую среду, нанося ей непоправимый экологический урон.
Мощность теплосиловой установки по выработке электроэнергии определяется удельной работой
l
1-2
= h
1
– h
2т
и
расходом пара
D:
DhhN )(
2тэл
−
=
1
.
Тепловая мощность, отдаваемая потребителям тепла, тоже пропорциональна расходу пара
DhhN )(
ттт 32
−
=
,
и чем больше вырабатывается электроэнергии, тем больше вырабатывается и тепла. Однако известно, что графики
потребностей в электоэнергии и теплоте почти никогда не совпадают (для примера: в зимние предутренние часы
потребность в электроэнергии минимальна, а потребность в тепле – наибольшая).
Чтобы избавиться от жесткой связи между
N
эл
и N
т
, применяют турбины с регулируемым промежуточным отбором пара
на теплофикацию. При этом отработанный в первой ступени турбины пар (или часть его) отбирается и направляется в
теплофикационный конденсатор
3 (см. рис. 1.81), где конденсируясь, нагревает технологический теплоноситель (специально
подготовленную воду) до температуры, нужной потреби-
телю. Образовавшийся конденсат вторым насосом
1 закачивается в котел. Для изменения доли пара, идущей на
теплофикационные нужды служит регулировочный вентиль
3.
1.7.7 Цикл воздушной холодильной машины
Для получения холода в быту и промышленности используются холодильные установки, реализующие холодильный
цикл. Простейшей из них является холодильная машина, в качестве рабочего тела которой используется воздух (или другие
идеальные газы). Основными агрегатами такой холодильной установки, схема которой приведена на рис. 1.82, являются
сидящие на одном валу с электродвигателем
5 компрессор 1, детандер (расширительная машина) 4 и два теплообменника 2 и
6, один из которых расположен в охлаждаемом помещении 7 и забирает из него тепло q
1
, а другой – его называют
холодильником – в окружающей среде, куда он и отдает тепло
q
2
. Все агрегаты соединены трубами 3 и образуют
герметичную систему, в которой циркулирует рабочее тело.
Процессы в холодильнике и рефрижераторе (так называют теплообменник, забирающий тепло из охлаждаемого
помещения) идут практически при
p = const, процессы в компрессоре и детандере – политропные, с показателями n
1
и n
2
,
лежащими в пределах 1 …
k.
q
1
q
2
1
2
3
4
5
6
7
Рис. 1.82 Схема
воздушной
холодильной машины

Страницы