Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Теплотехника -> Чечеткин А.В. -> "Теплотехника" -> 35

Теплотехника - Чечеткин А.В.

Чечеткин А.В. Теплотехника: Учеб. для хим.-технол. спец. вузов — М.: Высш. шк., 1986. — 344 c.
Скачать (прямая ссылка): teplotech.pdf
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 125 >> Следующая

89
0.2 ~ Тг (&й — 5С) = пл. (к Ь/. По причине эквидистантности кривых Ьс1 и са 5Ь — 50 = — 5С и, следовательно,
ц, = Т1 ~ Т\ = ги, (1.270)
¦»1
т. е. термический к. п. д. регенеративного цикла при бесконечно большом числе регенераторов равен термическому к. п. д. цикла Карно. На рис. 1.60 изображен регенеративный цикл с полной регенерацией теплоты. Степень регенерации, т. е. отношение пл. садИс к пл. М/еЬ в этом цикле равно единице. При степени регенерации меньшей единицы цикл называется циклом с неполной регенерацией. Таким образом, увеличение степени регенерации приближает регенеративный цикл к циклу Карно.
Цикл газотурбинной установки. На рис. 1.61 дана принципиальная схема газотурбинной установки (ГТУ). В камеру сгорания 2 поступает сжатый воздух из компрессора 1 и жидкое топливо из топливного насоса 4. Полученные в камере сгорания продукты сгорания поступают в сопловой аппарат а газовой турбины 3, в котором осуществляется процесс превращения потенциальной (внутренней) энергии продуктов сгорания в кинетическую энергию потока, поступающего на лопатки в диска б турбины. Каждая соседняя пара лопаток образует криволинейный канал, в результате движения по которому энергия газового потока расходуется на вращение диска турбины. Сжигание топлива в камере сгорания может происходить как изобарно, так и изохорно; однако в промышленности получили распространение главным образом газовые турбины с изобарным подводом теплоты.
На рис. 1.62 и 1.63 изображен цикл ГТУ с изобарным подводом теплоты. Он строится при следующих допущениях. Рабочие тела — продукты сгорания и воздух — рассматриваются как одно рабочее тело — идеальный газ, который совершает цикл. Реальный процесс сжатия воздуха в компрессоре 1-2 рассматривается как обратимый адиабатный процесс сжатия идеального газа. Сжигание топлива в камере сгорания рассматривается как обратимый изобарный процесс 2-3 подвода теплоты к идеальному газу. Процесс расширения продуктов сгорания в турбине (истечение их из сопл) рассматривается как обратимый адиабатный процесс 3-4 расширения идеального газа. Наконец, реальный процесс охлаждения выходящих из турбин продуктов сгорания до температуры атмосферного воздуха рассматривается как обратимый изобарный процесс 4-1 отвода теплоты от идеального газа. В соответствии с указанными на рис. 1.63 обозначениями напишем выражение термического к. п. д. рассматриваемого цикла:
< 4г 1 ср{Тл-Тг) . П-Тх Т\ Т4/Т! - 1
" Введя обозначение п — р2/рх — степень повышения давления, для адиабат 1-2 и 3-4 (рис. 1.62) имеем соответственно
П/72 = (Р1/Ы(,?-1)/'? = 1/к(к-1)/к; далее можно написать, что
90
Рис. 1.60. Графическое изображение регенеративного цикла с полной регенерацией теплоты в координатах Т, з

Рис. 1.62. Изображение цикла ГТУ с изобарным подводом теплоты в координатах р, и
3
ь. \



г/ */
2
V
п
Рис. 1.63. Изображение цикла ГТУ с изобарным подводом теплоты в координатах Г, я

Рис. 1.64. Принципиальная схема утилизационной ГТУ
Рис. 1.65. Принципиальная схема паросиловой установки
Ъ/Г, = (ТуТз) (Т3/Т2) (Тг/ТО = [рМк~1)!к (Т3/Т2) (р./р^" 1)'к;
а так как р4 = р! и р3 = р2, то, подставляя найденные отношения в формулу к. п. д. цикла, получим
1*1 ГТУ = 1 - п(к-1)/к- I1-271)
Таким образом, термический к. п. д. ГТУ увеличивается с увеличением степени повышения давления тс и с увеличением к. Так как температура отходящих из турбины газов Г4 больше температуры Г2 сжатого в турбокомпрессоре воздуха, то представляется возможным часть теплоты отходящих газов, равную пл. 2'4тп2', использовать для нагрева воздуха, поступающего в камеру сгорания, теоретически до температуры Г4 путем подвода к нему теплоты, численно равной пл. 2Ъкк2 = пл. 2'4тп2'. Теплообмен осуществляется в теплообменнике-регенераторе. Это мероприятие позволяет увеличить термический к. п. д. ГТУ.
В химической промышленности ГТУ используется в основном для утилизации теплоты экзотермических реакций либо энергии избыточного давления (см. § 7.5). На рис. 1.64 представлена принципиальная схема использования ГТУ в производстве азотной кислоты, в процессе окисления аммиака в окислы азота (нитрозные газы). В реакторе а происходит окисление аммиака (линия 1) кислородом воздуха под давлением около 1,0 МПа, при этом выделяется большое количество теплоты. Образующиеся нитрозные газы (линия 2) с высокой внутренней энергией поступают в газовую турбину б, где они расширяются до атмосферного давления, после чего поступают в отделение абсорбции. Работа газовой турбины используется для частичного привода турбокомпрессора в, который сжимает атмосферный воздух (линия 3) до 1,0 МПа и подает его в реактор а. Газовая турбина покрывает ~30% потребности в электроэнергии, необходимой для привода трубокомпрес-сора.
Циклы паросиловых установок. Цикл Ренкина. Принципиальная схема современной паросиловой установки изображена на рис. 1.65. В топке парогенератора / сжигается топливо. Внутренняя энергия полученных продуктов сгорания передается через стенки теплопередающей поверхности парогенератора циркулирующей в нем воде, в результате чего она нагревается и превращается в насыщенный пар давления рх. Далее этот пар поступает в пароперегреватель 2, где он за счет внутренней энергии продуктов сгорания перегревается при постоянном давлении до заданной температуры перегрева Гь После этого пар поступает в паровую турбину 3, в которой в результате адиабатного расширения от давления рх до р2 производится работа; последняя трансформируется в сидящем на одном валу с турбиной электрогенераторе 4 в электрическую энергию. Отработавший пар с параметрами р2 и г2 поступает в конденсатор 5, где охлаждающая вода конденсирует его в жидкость той же температуры гг. Далее, с помощью насоса 6 конденсат из конденсатора поступает снова в парогенератор, завершая цикл.
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 125 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed