Термодинамические параметры состояния. Тепловой баланс и теплопередача
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
?ругих потерь):
lцобр=iттеор- iнастеор=(i1- i2)-( i5- i3) - работа цикла,
iттеор=i1- i2 - работа турбины,
iнастеор=i5- i3 - работа насоса,
где i1 - энтальпия перегретого водяного пара на выходе из котла (при давлении р1 и температуре Т1); i2 - энтальпия влажного пара на выходе из турбины, т.е. на входе в конденсатор (при давлении р2 и степени сухости х); i3 - энтальпия воды на выходе из конденсатора (она равна энтальпии воды на линии насыщения i при температуре насыщения Т3, однозначно определяемой давлением р2); i5 - энтальпия воды на входе в котел, т.е. на выходе из насоса (при давлении р1 и температуре Т5).
в действительном цикле Ренкина, вследствие необратимых потерь:
lцдейств=iтдейств- iнасдейств=(i1- i2)-( i5- i3) - работа цикла,
iтдейств=i1- i2д - работа турбины,
iнасдейств=i5д- i3 - работа насоса.
Если бы процесс расширения пара в турбине был обратимым (отсутствие трения и других потерь), то кинетическую энергию и, следовательно, в работу турбины был бы преобразован весь располагаемый теплоперепад.
Если учесть, что:
i2д > i2 , следовательно, lтдейств < lттеор;
i5д > i5 , следовательно, lнасдейств > lнастеор.
3. Понятие о температурном поле и температурном градиенте
.1 Температурное поле
Теплопроводность - процесс распространения тепловой энергии при непосредственном соприкосновении отдельных частиц тела или отдельных тел, имеющих различные температуры, и обусловлена движением микрочастиц вещества.
Аналитическое исследование теплопроводности сводится к изучению пространственно-временного изменения температуры, то есть к нахождению уравнения, которое представляет собой математическое выражение температурного поля:
t=f(x,y,z,?), (3.1)
где t - температура, оС;
x, y, z - координаты точки;
? - момент времени, с.
Температурное поле - есть совокупность значений температуры во всех точках изучаемого пространства для каждого момента времени.
Различают стационарные и нестационарные температурные поля.
Нестационарное температурное поле - когда температура изменяется с течением времени от одной точки к другой. Такое поле отвечает неустановившемуся тепловому режиму теплопроводности и описывается уравнением (3.1).
Стационарное температурное поле - когда температура в каждой точке поля с течением времени остается неизменной (то есть тепловой режим является установившимся). В этом случае температура является функцией только координат:
t=f1(x,y,z); дt/д?=0. (3.2)
Температурное поле, соответствующее уравнениям (3.1) и (3.2) является пространственным, так как температура является функцией трех координат.
Двухмерное температурное поле - когда температура есть функция двух координат и его запись имеет вид:
t=f2(x,y,?); дt/дz=0. (3.3)
Если температура есть функция одной координаты, то поле называют одномерным:
t=f3(x,?); дt/ду=дt/дz=0. (3.4)
Наиболее простой вид имеет уравнение одномерного стационарного температурного поля:
t=f4(x); дt/д?=0; дt/ду=дt/дz=0. (3.5)
3.2 Температурный градиент
Геометрическое место точек в температурном поле, имеющих одинаковую температуру называется изотермической поверхностью.
Так как, одна и та же точка не может одновременно иметь различные температуры, то изотермические поверхности не пересекаются. Они либо заканчиваются на поверхности тела, либо целиком располагаются внутри самого тела. Пересечение изотермических поверхностей плоскостью дает на этой плоскости семейство изотерм.
Температура в теле изменяется только в направлениях, пересекающих изотермические поверхности. При этом наибольший перепад температуры на единицу длины происходит в направлении нормали к изотермической поверхности.
Возрастание температуры в направлении нормали к изотермической поверхности характеризуется градиентом температуры.
Градиент температуры - вектор, направленный по нормали к изотермической поверхности в сторону возрастания температуры и численно равный производной от температуры по этому направлению:
grad t=n0 дt/дn,
где n0 - единичный вектор, нормальный к изотермической поверхности и направленный в сторону возрастания температуры;
дt/дn - производная температура по нормали n.
Скалярная величина температурного градиента дt/дn не одинакова для разных точек изотермической поверхности и больше там, где расстояние между изотермическими поверхностями меньше. Величина дt/дn в направлении убывания температуры отрицательна.
Проекции вектора grad t на координатные оси Ох, Оу, Оz будут равны:
(grad t)х= дt/дn•cos(n,x)= дt/дx;
(grad t)y= дt/дn•cos(n,y)= дt/дy;
(grad t)z= дt/дn•cos(n,z)= дt/дz.
термодинамический параметр ренкин теплообменник
4. Уравнение теплового баланса и теплопередачи в теплообменнике
Тепловой расчет (проектный и поверочный) теплообменных аппаратов сводится к совместному решению уравнений теплового баланса и теплопередачи.
Уравнения теплового баланса и теплопередачи будучи едиными по существу, различны в деталях в зависимости от типа рассматриваемого теплообменника (рекуперативный, регенеративный или смесительный).
.1 Уравнение теплового баланса
Изменение энтальпии теплоносителя вследствие теплообмена определяется соотношением:
dQ=Gdi, Дж/с (Вт),
где G - расход массы, кг/с; i - удельная энтальпия, Дж/кг.
Для конечных, изменени?/p>