Термодинамический анализ технической системы
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
нахождения состава смеси будем пользоваться методикой подбора температуры смеси. Для этого задаем температуру смеси и сравниваем её с расчетной, добиваясь при этом равенства этих величин.
находим по таблицам для соответствующих компонентов
Состав смеси рассчитывается по формуле:
Соответствующие объемы компонентов:
Средние объемные изобарные теплоёмкости:
В результате смешения потоков, параметры которых представлены в таблице 2.1 и таблице 2.2 получим параметры смеси, представленные в таблице 2.3.
Таблица 2.3 - Параметры смеси после смешения
Расход смеси на метр ПГ65,8м3/м3Состав смеси - азота, VN249,1м3/м374,70% - трёхатомных газов, VRO21,5м3/м32,26% - водяных паров, VH2O4,1м3/м36,19% - кислорода, VO210,5м3/м315,95% - аргона VAr0,6м3/м30,89% Баланс65,8м3/м3100,0% Энергия потока смесикДж/м348504Температура смеси расчет 0С538Температура смеси приближение 0С538Энтальпия смесикДж/м3738Средние объёмные изобарные теплоемкости газов:кДж/(м3*гр)1,372N20,9956кДж/(м3*гр)1,3327CO20,0455кДж/(м3*гр)2,0100H2O0,0990кДж/(м3*гр)1,5987O20,2236кДж/(м3*гр)1,4017Ar 0,0083 кДж/(м3*гр)0,9335тепловой двигатель компрессор турбина
Составим баланс для ПП после смешения:
Отсюда:
Аналогично, смешивая дымовые газы после ПП с воздушными присосами в ПГ, получим параметры, представленные в таблице 2.4:
Таблица 2.4 - Параметры смеси после смешения в ПГ
Расход смеси на метр ПГ, поступающего в ГТД66,4м3/м3Состав смеси - азота, VN249,6м3/м374,71% - трёхатомных газов, VRO21,5м3/м32,26% - водяных паров, VH2O4,1м3/м36,18% - кислорода, VO210,6м3/м315,97% - аргона VAr0,6м3/м30,89% Баланс66,4м3/м3100,00% Энергия потока смесикДж/м341681Температура смеси расчет 0С462Температура смеси приближение 0С460Энтальпия смесикДж/м3626Средние объёмные изобарные теплоемкости газов:кДж/(м3*гр)1,360N20,9887кДж/(м3*гр)1,3234CO20,0443кДж/(м3*гр)1,9664H2O0,0976кДж/(м3*гр)1,5792O20,2216кДж/(м3*гр)1,3875Ar 0,0083 кДж/(м3*гр)0,9335
Составим баланс для ПГ после смешения:
Отсюда:
Аналогично, смешивая дымовые газы после ПГ с воздушными присосами в ЭК, получим параметры, представленные в таблице 2.5:
Таблица 2.5 - Параметры смеси после смешения в ЭК
Расход смеси на метр ПГ, поступающего в ГТД66,6м3/м3Состав смеси - азота, VN249,8м3/м374,70% - трёхатомных газов, VRO21,5м3/м32,27% - водяных паров, VH2O4,1м3/м36,20% - кислорода, VO210,6м3/м315,95% - аргона VAr0,6м3/м30,89% Баланс66,6м3/м3100,0% Энергия потока смесикДж/м335320Температура смеси расчет 0С392Температура смеси приближение 0С392Энтальпия смесикДж/м3530Средние объёмные изобарные теплоемкости газов:кДж/(м3*гр)1,351N20,9830кДж/(м3*гр)1,3159CO20,0436кДж/(м3*гр)1,9248H2O0,0969кДж/(м3*гр)1,5630O20,2193кДж/(м3*гр)1,3752Ar 0,0083 кДж/(м3*гр)0,9335
Составим баланс для ЭК после смешения:
Нахождение температуры и теплоёмкости в точке 4г будем производить, используя методику подбора температуры. Задаваясь температурой , будем находить температуру , проводя расчеты до тех пор, пока температуры не будут совпадать.
Сведем данные о теплоносителях в характерных точках в таблицу 2.6:
Таблица 2.6 - Характеристики тепловых потоков в характерных точках, полученные в результате расчета первой ступени КУП
Водяной тракт t, град Сp (изб.), Мпаcp, кДж/(кг*К)i, кДж/кгDп, кг/чт4500,0020,006,483238,728000т3366,1420,006,532390,138000т2351,1420,004,721658,478240т1327,8820,004,561494,168240Тракт дымовых газов t, град СVд.г, м3/чcp, кДж/(кг*К)i, кДж/м3v*д.г, м3/м31г540,0067621,771,3724741,1065,442г461,8067959,871,3600628,0565,763г391,1468571,511,3463526,6066,364г370,0068845,801,3510499,8866,62
7.Расчет второй ступени подсистемы теплообменная группа
Принципиальная схема второй ступени представлена на рисунке 2.3:
Рисунок 2.3 - Схема второй ступени КУП
Исходные данные:
Давление пара (избыточное): .
Степень сухости пара: .
Величина непрерывной продувки: .
Недогрев воды в экономайзере до температуры насыщения: .
Температурный напор дымовые газы - вода на выходе дымовых газов из парогенератора: .
Температура питательной воды обуславливается деаэратором атмосферного типа. Присосы воздуха в парогенераторе: ПВПГ=1 %.
Присосы воздуха в экономайзере: ПВЭК=0,8 %.
Рассеяние энергии через ограждающие конструкции для всех теплообменных аппаратов: ПQос=1 %.
Расчет:
Для нахождения расхода пара составим баланс для ПГ, учитывая оговоренные ранее условия:
Найдем энтальпии теплоносителей в характерных точках:
Энтальпия газа в точке 1г берем из предыдущего пункта:
Энтальпия пара в точке т2 определяется температурой и давлением:
Значение энтальпии воздуха при :
Так как в точке т3 пар находится на линии насыщения, то его энтальпия находиться по формуле:
,
где значения энтальпии в пограничных точках находиться из программы термодинамических свойств воды и водяного пара. Для нахождения энтальпии в точке 2г произведем расчет смешения описанный в пункте 2.2. Параметры выхлопных газов после смешения представлены в таблице 2.7:
Таблица 2.7 - Параметры рабочего тела после смешения в ПГ
Расход смеси на метр ПГ, поступающего в ГТД67,3м3/м3Состав смеси - азота, VN250,3м3/м374,71% - трёхатомных газов, VRO21,5м3/м32,25% - водяных паров, VH2O4,2м3/м36,18% - кислорода, VO210,7м3/м315,97% - аргона VAr0,6м3/м30,89% Баланс67,3м3/м3100,0% Энергия потока смесикДж/м333323Температура смеси расчет 0С367,464Температура смеси приближение 0С367,50Энтальпия смесикДж/м3495Средние объёмные изобарные теплоемкости газов:кДж/(м3*гр)1,348N20,9812кДж/(м3*гр)1,3134CO20,0430кДж/(м3*гр)1,9089H2O0,0962кДж