Термодинамические основы тепловых насосов. Васьков Е.Т. - 36 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

70 71
11. Для сушки используют воздух при температуре t
1
= 20 °С и относи-
тельной влажности j = 60 %. В калорифере его подогревают до t
2
= 95 °С и
направляют в сушилку,, откуда он выходит при t
в
= 35 °С. Определить расход
воздуха и теплоты на 1 кг испаренной влаги.
По hd-диаграмме на пересечении линий t
1
= 20 °С и j = 60 % находим
влагосодержание d
1
= 9 г/кг и энтальпию h
1
= 40 кДж/кг. Состояние воздуха на
выходе из калорифера определяется пересечением линии d = const с t
2
= 95 °С,
а состояние воздуха на выходе из сушилки – пересечением линий h = const
с изотермой t
3
= 35 °С. Точка 3 имеет координаты d
3
= 33 г/кг и h
3
= 117,6 кДж/кг.
Изменение влагосодержания на 1 кг сухого воздуха
24933
1
3
=
-
=
-
=
D
ddd г/кг..
Для испарения 1 кг влаги потребуется 1000/24 = 41,7 кг сухого воздуха.
Расход теплоты в калорифере на 1 кг воздуха
q =
=
-
1
3
hh
117,6 – 40 = 77,6 кДж/кг..
Расход теплоты на 1 кг испаренной влаги (на 41,7 кг сухого воздуха)
составит
q = 77,6 × 41,7 = 3236 кДж/кг.
12. Водяной пар массой М = 10 кг/с и начальными параметрами t
1
= 310
о
C
и p
1
= 90 × 10
5
Па дросселируется до давления p
2
= 5 × 10
5
Па. Определить
параметры пара до и после дросселирования, изменение внутренней энергии
и энтропии.
По диаграмме hs находим начальное состояние пара и через найденную
точку проводим линию постоянной энтальпии. В пересечении с изобарой
p
2
= 5 × 10
5
Па находим точку, характеризующую конечное состояние пара.
Параметры начального состояния водяного пара (точка 1):
удельный объем до дросселирования v
1
= 0,022 м
3
/кг;
плотность до дросселирования r
1
= 45,5 кг/м
3
;
энтальпия до дросселирования h
1
= 2786 кДж/кг;
энтропия до дросселирования s
1
= 5,74 кДж/(кг × K);
внутренняя энергия
1111
vphu
-
=
= 2786 – (90 × 10
5
× 0,022/1000) =
= 2588 кДж/кг.
Параметры водяного пара после дросселирования (точка 2):
удельный объем после дросселирования v
2
= 0,39 м
3
/кг;
плотность после дросселирования r
2
= 1/v
2
= 1/0,39 = 2,56 кг/м
3
;
энтальпия после дросселирования h
2
= h
1
= 2786 кДж/кг;
энтропия после дросселирования s
2
= 6,92 кДж/(кг × K);
внутренняя энергия
2222
uhpv
=-
= 2786 – (5×10
5
×0,39/1000) =
= 2591 кДж/кг.
Температуру в конечном состоянии определяем из диаграммы hs:
t
2
= 170 °С.
Для определения изменения перегрева пара найдем его перегрев в на-
чальном и конечном состояниях t
н1
= 303,31 °С, t
н2
= 151,23 °С.
Перегрев в начальном состоянии D t
н1
= 310 – 303,31= 6,69 °С.
Перегрев в конечном состоянии D t
н2
= 170 – 151,23 = 18,77 °С.
Таким образом, перегрев пара при дросселировании увеличился на
18,77 – 6,69 = 12,08 °С.
Изменение энтропии с учетом секундного расхода массы пара
Ds = M(s
2
– s
1
) = 10 (6,92– 5,74) = 11,8 кДж/K = 11,8 кВт/K.
Изменение внутренней энергии с учетом секундного расхода массы пара
Du = M(u
2
– u
1
) = 10 (2591– 2588) = 30 кДж/с = 30 кВт.
13. Паротурбинная установка (рис. 6.2) работает по циклу Ренкина (рис. 6.3).
В турбину поступает водяной пар с давлением р
1
=
70 × 10
5
Па и температурой
t = 350 °С. Давление пара на выходе из турбины р
2
= 0,7 × 10
5
Па. Расход пара
М = 90 кг/с.
Пароперегреватель
Котел
Конденсатор
Насос
Электрогенератор
Оборотная
вода
6
1
5
4
2
3
Рис. 6.2. Схема паротурбинной установки
Определить параметры р, v, t, h, s, x узловых точек цикла, количество
подведенной и отведенной теплоты, работу, термический коэффициент по-
лезного действия и теоретическую мощность установки. Изобразить схему
установки, представить цикл в координатах рv и hs. Параметры узловых то-
чек определить с помощью диаграмм и уточнить по таблицам или расчетом,
когда это требуется. Данные о параметрах свести в таблицу.

Страницы