Тепловая электростанция на базе ДВС: Методические указания к лабораторным работам, страница 7

            •  Записываются уравнения регрессии (2.16), (2.17) с найденными численными значениями коэффициентов и доверительных интервалов.

          •  По данным табл. 2.3 строятся зависимости    и   на рис. 2.1.

2.5. Содержание отчета

•  Цель работы.

•  Принципиальная схема лабораторной энергоустановки.

•  Таблица измерений (табл. 2.2).

•  Таблица расчетов (табл. 2.3).

•  Характеристики ПСВ (рис. 2.1).

•  Выводы.

                                    Рис. 2.1. Характеристики ПСВ при 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

3.1.  Цель работы

Закрепить теоретические знания студентов, провести эксперимент на теплофикационной энергоустановке, получить и проанализировать ее основные характеристики (потери энергии, КПД, удельные расходы топлива, установить влияние параметров и режимных показателей на КПД.

3.2. Термодинамические основы работы энергоустановки

Теоретические основы работы энергоустановки базируются на первом и втором законах термодинамики. Согласно последнему для преобразования тепловой энергии в механическую необходимо наличие двух источников теплоты – горячего и холодного.

С учетом того, что изменение внутренней энергии в замкнутом процессе (цикле) , выражение первого закона термодинамики для цикла будет:

                                         .                                                     (3.1)

Здесь  Q – полезно-использованная теплота, трансформированная в работу L:

                                         ,                                                  (3.2)

где   - теплота, подведенная от горячего источника к рабочему телу;   - теплота, отданная рабочим телом холодному источнику (например, окружающей среде).

          Эффективность преобразования тепловой энергии в механическую в тепловых двигателях оценивается термическим КПД, выражение которого получается из (3.1) и (3.2):

                              .                                 (3.3)

          Из (3.3) очевидно, что термический КПД всегда меньше единицы.

3.3. Показатели энергоустановок электростанций

Теплофикационные энергоустановки электростанций вырабатывают и отпускают потребителям электрическую и тепловую энергии. Реальные процессы в энергетических установках протекают неравновесно, то есть с потерями, причинами которых являются теплообмен при конечных разностях температур и трение (более подробно о потерях см. форм. 12). Тогда первый закон термодинамики для реальной энергоустановки:

                              ,                                     (3.4)

где   - электрическая мощность, отпускаемая потребителю;  - теплота, отдаваемая рабочим телом (продуктами сгорания топлива) холодному источнику (окружающей среде);  - тепловые потери от неравновесности реальных процессов;  - теплота, подведенная к рабочему телу от горячего источника (выделившаяся при сгорании топлива), кВт:

                                                   .                                                    (3.5)

Здесь  В – расход топлива, кг/с;   - низшая рабочая теплота сгорания топлива, кДж/кг. Тогда электрический КПД энергоустановки (см. форм. 11):

                              ,                                           (3.6)        

откуда следует, что повышение эффективности энергоустановки при постоянной электрической нагрузке может быть достигнуто за счет снижения потерь от необратимости.

          Одним их основных показателей экономичности является удельный расход условного топлива на  1 кВт.ч  энергии (см. форм. 16). Так как теплофикационная энергоустановка отпускает потребителям электрическую   и тепловую    энергии, то доля теплоты, пошедшая на производство электроэнергии:                            

.                                      (3.7)

          Тогда КПД по производству (отпуску) электроэнергии и теплоты:

                                                   ;                                                (3.8)