Термодинамический расчет цикла парогазовой установки, страница 4

2. Определяем кратность газа m из уравнения теплового баланса для газоводяного подогревателя 4, в котором процесс 4-5 нагрева питательной воды до состояния кипения осуществляется за счет теплоты отработавших газов газового цикла (процесс b-c):

m =         m = 

3. Удельная полезная работу () пароводяного цикла:       =    

4. Теоретическое удельное количество теплоты (), полученное рабочим телом: 

 =

5. Определим теоретический к.п.д. парогазового цикла.   =  

Для пароводяного цикла  = 1 – T₁/T₂

6. Определим термический к.п.д. парогазового цикла.

  ;   =  +  ;   =  +  ;   = ;   =  =  

Вариант 12

  I.  Расчет газового цикла:

1). Определим параметры рабочего тела (р, υ, T) для основных точек цикла.

 

Определяем газовую постоянную смеси,

= ; R= ;  где k=8314,2,  

=  = 138,57 

  =  = 319,78 

=  = 461,9

 =  = 259,8

r_{CO 2} = 0,16;  r_{CO 2}  = 0,75;  r_{CO 2} = 0,05;  r_{CO 2} = 0,04

 = 1 / ((0,16/189) + (0,75/292,75) + (0,05/461,9) + (0,04/259,82)) =  

= 272,04

Точка a:

P_a = 6*10⁵ Па

t_a = t_d = 149,2 ^oC = 422,35 K

υ_a = (R_см/T_a)/P_a = (272,04/422,35)/6*10⁵ = 0,1912 м³/кг

Точка b:

Р_b = Р_с = 4*10⁵ Па

υ_b = υ_a/(P_b/Р_a)^1/k = 0,191/(4*10⁵/6*10⁵) = 0,26 м³/кг

t_b = (P_b* υ_b)/ R_см = (4*10⁵ * 0,26)/272,04 = 381,93 K = 108,8 ^oC

Точка c:

P_c = 4*10⁵ Па

t_c = 100 ^oC = 373,15 K

υ_c = (R_см * t_c)/ P_c = (273,04*373,15)/4*10⁵ = 0,25 м³/кг

Точка d:

Р_d  = 7*10⁵ Па

υ_d = υ_с/(P_d/Р_c)^1/k =0,25/(7*10⁵/4*10⁵) = 0,164 м³/кг

t_d = (P_d* υ_d)/ R_см = (7*10⁵ *0,164)/272,04 = 422,35 K = 149,2 ^oC

Результаты расчета заносим в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Параметры газового цикла

Точка/Параметры	P, бар	υ,/кг	T, K	t,	,
a	6	0,1912	422,35	149,35	272,04
b	4	0,26	381,93	108,8	272,04
c	4	0,25	373,15	100	272,04
d	7	0,164	422,35	149,35	272,04

2). Определим значения средних теплоемкостей  идля каждого процесса.

Процесс a-b:  адиабатный; = const,  S=const,  dq=0

n

   =       , значения  при данной температуре находим по

i=1            линейной интерполяции по таблице средних массовых теплоемкостей различных газов.   

 ==  = =

=1,0454 

 =   = =  =

=0,91686 

=  = =   =

=1,906  

=   = =  =

=0,936 

= 0,698;  = 0,042;  = 0,03;  = 0,231

= +  +  +  = 1,0454+ 1,9060,931,0416    

= –  = 1041,6 – 272,04 = 768,35  =0,77

Процесс b-c: изобарный; P =const

=== = 1,0088

==  =  =

= 1,0542

=     =   =  =

= 1,895

=    =  = =  0,914  

= +  +  +  = 1,0088 + 1,8950,914 = 1,0164    

= –  = 1016,4 – 272,04 = 744,363  = 0,74

Процесс c-d: адиабатный; = const,  S=const,  dq=0

 ==  = =

=1,0388 

 =   = =  =

=0,9413 

=  = =   =

=1,904  

=   = =  =

=0,9321 

= +  +  +  = 1,0388+ 1,9040,93211,037    

= –  = 1037,05 – 272,04 = 765,01  =0,765

Процесс d-a: изотермический; T=const

При t = 149,35  :

= 1,0419  

= 0,9292  

= 1,8831 

= 0,8877  

= +  +  +  = 1,0+ 1,88310,8877    

= –  = 1027,8 – 272,04 = 755,78 = 0,755

3). Найдем изменения внутренней энергии (ΔU), энтальпии (Δi), энтропии (ΔS) в каждом процессе.

Процесс a-b:  адиабатный; = const,  S=const,  dq=0

Δ =  (  – ) = 0,76955 (381,93 – 422,35) =  - 31,1

Δ =  (  – ) = 1,0416 (381,93 – 422,35) = - 42,1

Δ = 0

Процесс b-c: изобарный;  =const

Δ =  (  – ) = 0,7447  (373,15 – 381,93) = -5,05  

Δ =  (  – ) = 1,0164  (373,15 – 381,93) = -6,89

Δ = ln   = 1,0164  ln   = -0,015

Процесс c-d: адиабатный; = const,  S=const,  dq=0

Δ =  (  – ) = 0,76501  (422,35 – 373,15) = 35,84 

Δ =  (  – ) = 1,037  (422,35 – 373,15) = 51,02 

Δ =

Процесс d-a: изотермический; T=const

Δ =

Δ =    

Δ = ln  = 0,27204 ln   = 0,042    

Найдем суммарное значение изменения внутренней энергии (), энтальпии () и энтропии ().

n