Проектирование тепловых электрических станций
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
_>)
?Q1 - количество теплоты, получаемой рабочим телом от нагревателя,
?Q2 - количество теплоты, отдаваемой им холодильнику. Площадь ABCD численно равна работе цикла Карно.
К. ц. осуществляется следующим образом: рабочее тело (например, пар в цилиндре под поршнем) при температуре T1приводится в соприкосновение с нагревателем, имеющим постоянную температуру T1, и изотермически получает от него количество теплоты ?Q1 при этом пар расширяется и совершает работу. Этот процесс изображен отрезком изотермы AB. Затем рабочее тело, расширяясь адиабатически по адиабате BC, охлаждается до температуры T2. При этой температуре, сжимаясь изотермически CD, рабочее тело отдаёт количество теплоты ?Q2 холодильнику с температурой T2.Завершается К. ц. адиабатным процессом DA , возвращающим рабочее тело в исходное термодинамическое состояние. При постоянной разности температур (T1 - T2) между нагревателем и холодильником рабочее тело совершает за один К. ц. работу
К. ц. обратим, и его можно осуществить в обратной последовательности (в направлении ADCBA. При этом количество теплоты ?Q2 отбирается у холодильника и вместе с затраченной работой ?А превращенной в теплоту передаётся нагревателю. Тепловой двигатель работает в этом режиме как идеальная холодильная машина.
К. ц. имеет наивысший кпд
? = ?A/?Q1 = (T1 - T2)/T1
среди всех возможных циклов, осуществляемых в одном и том же температурном интервале (T1 - T2). В этом смысле кпд К. ц. служит мерой эффективности др. рабочих циклов.
Обратимый цикл Карно, осуществляется в интервале Т1 и Т2 изображается в координатах T и S (температура ) прямоугольникам 1234.
Цикл Карно состоит из четырёх стадий
.Изотермическое расширение (на рисунке - процесс 1>2). В начале процесса рабочее тело имеет температуру T1, то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты Q1. При этом объём рабочего тела увеличивается.
.Адиабатическое (изоэнтропическое) расширение (на рисунке - процесс 2>3). Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника.
.Изотермическое сжатие (на рисунке - процесс 3>4). Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру T2 приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество теплоты Q2.
.Адиабатическое (изоэнтропическое) сжатие (на рисунке - процесс 4>1). Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя.
При изотермических процессах температура остаётся постоянной, при адиабатических отсутствует теплообмен, а значит, сохраняется энтропия .
Поэтому цикл Карно удобно представить в координатах T и S (температура ). Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя при изотермическом расширении, равно
.
Аналогично, при изотермическом сжатии рабочее тело отдало холодильнику
.
Отсюда коэффициент полезного действия тепловой машины Карно
.3 Цикл паротурбинной установки. Принципиальная схема ПТУ Карно
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 Карно
Принципиальная схема ПТУ показана на рисунке и процесс получения работы происходит 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).
трансформация паротурбина теплопередача
2.4 Паросиловой цикл Ренкина схемы установки - изображение в Рv; Tv и is(hs) диаграммах
Цикл Ренкина - теоретический термодинамический цикл паровой машины, состоящий из четырех основный операций:
- испарения жидкости при высоком давлении;
- расширения пара;
- конденсации пара;
- увеличения давления жидкости до начального значения.
На рис. 1 представлена технологическая схема паросиловой установки для производства электроэнергии.
Пар большого давления и температуры подается в сопловые аппараты турбины, где происходит превращение п?/p>