Ciclul ideal al Rankine a fost adoptat pentru ciclul principal în instalația de turbine cu abur. Acest ciclu complet este efectuat pentru fluidul de lucru Kondo satsiya într-un condensator, după care, în loc de compresor greoaie-maloeffek tive Corolarului pentru alimentarea cu apă a nutrienților pompa de apa pentru utilizarea tol, care are dimensiuni mici și eficiență ridicată.
În diagrama pv, punctul 4 caracterizează starea de apă fierbinte în boiler la o presiune p1. Linia 4-5 descrie procesul de vaporizare în cazan; apoi aburul este uscat într-un supraîncălzitor la o presiune p1. Vaporii care rezultă în adiabat 1-2 se extind în cilindrul motorului cu abur la o presiune p2 din condensator. În procedeul 2, vaporii sunt complet condensați la starea unui lichid fierbinte la o presiune p2. dând căldură de parogeneză la apa de răcire. Procesul de comprimare a apei se efectuează în pompă; creșterea rezultată a temperaturii apei este neglijabilă și sunt neglijate în studii la presiuni de până la 3,0-4,0 MPa. Linia 3-4 arată schimbarea volumului de apă când este încălzită de la temperatura din condensator până la punctul de fierbere. Funcționarea pompei este reprezentată ca o primă pl. 03 7. Entalpia de abur la ieșirea din supraîncălzitor la punctul 1 este i1 și pe diagrama Ts este reprezentată pl. 9 34617109. Entalpia de abur la intrarea în condensator la punctul 2 este egală cu i2 iar pe diagrama Ts este reprezentată pl. 9. Entalpia de apă la ieșirea din condensator în acest punct este egală cu i1 iar pe diagrama Ts este reprezentată pl. 9 8109. Lucrarea utilă a aburului în ciclul Rankin este reprezentată pe diagrama pv a Sq. .
Dacă lucrarea pompei este luată în considerare în ciclul Rankine, procesul de compresie adiabatică a apei va apărea pe diagrama Ts cu adiabat. iar izobar 3-4 corespunde încălzirii apei din cazan la o presiune p1 până la punctul de fierbere corespunzător.
Eficiența termică a ciclului Rankine este determinată de formula:
Cantitatea specifică de căldură furnizată într-un ciclu, atunci când p = const în procesul de 3-4 (apa de încălzire la temperatura de fierbere), 4-6 (vaporizarea) și 6-1 (supraîncălzit) și este egală cu diferența entalpia de puncte finite inițiale și co-proces:
Această cantitate specifică de căldură este reprezentată pe diagrama Ts a pl. 8. Apa cantității specifice de căldură q2 este realizată în condensator prin izobar 2. prin urmare
Căldura îndepărtată este prezentată pe diagrama Ts a plăcii.
Eficiență termică Ciclul Rankine:
Ciclul unității de răcire a compresorului de aer
Figura prezintă schema unei unități de refrigerare cu aer, în care aerul este utilizat ca corp de lucru, care este cel mai convenabil, inofensiv și accesibil corp de lucru. Răcitorul de aer funcționează după cum urmează.
Aerul, camera de răcire 1, comprimă în compresorul 2, ducând la creșterea temperaturii. Aerul comprimat la presiune constantă este pompat în schimbătorul de căldură 3, în care acesta este răcit cu apă la temperatura ambiantă. Apoi, aerul comprimat intră în cilindrul de expansiune, sau deviază 4, unde se extinde la presiunea inițială. Cu expansiunea, temperatura aerului scade la -60 sau -70 0 C iar aerul de congelare este trimis pentru răcirea încăperii, unde se încălzește din nou și intră din nou în compresor.
în diagramele pv și ts:
aerul în procesul 1-2 este comprimat adiabatic de la presiunea p1 la p2. În procesul izobaric 2-3 din aer, o cantitate specifică de căldură este transferată la o sursă externă, iar temperatura acesteia scade de la T2 la T3. Cu dilatarea adiabatică în procedeul 3-4, aerul este răcit în continuare de la temperatura T3 la T4. Mai mult, în procesul izobaric 4-1, căldura este îndepărtată din camera răcită (chiuveta de căldură), ca rezultat al încălzirii aerului de la T4 la T1.
Munca cheltuită pentru implementarea ciclului este egală cu diferența dintre cantitățile specifice de căldură q1 și q2. Presupunând că capacitatea de căldură este constantă, avem:
Apoi, coeficientul de răcire al ciclului:
Din procesele adiabatice 1-2 și 3-4
Unde T1 - temperatura camerei răcite sau temperatura aerului aspirat în compresor.
T2 - temperatura aerului comprimat.
Ciclul unei unități de răcire a compresorului cu abur
corp de răcire mai comună la o temperatură de -20 0 C primit de refrigerare, în care agentul frigorific este un lichid cu punct de fierbere scăzut, sunt - sunt MIAK, freon, dioxid de sulf și altele la presiuni scăzute (de asemenea, de dorit să se închidă la cea atmosferică).
În figură, diagrama unei instalații de compresoare care funcționează pe vapori de amoniac NH3.
1- compresorul; condensator 2-; Supapă de accelerație; 4 - cameră răcită (evaporator)
Compresorul comprimă abur saturat amoniac uscat sau abur umed, cu un grad ridicat de uscare prin adiabatică 1-2 la o stare de abur supraîncălzit la compresor 2. Din aburul este injectat în condensator, în cazul în care acesta este plin-Stu într-un lichid (proces de pro-2-3-4 ). amoniac lichid din condensator trece printr-un ventil de expansiune, care este strangulat, care este însoțită de scăderea presiunii și-care temperatura. Amoniacul lichid la o temperatură scăzută, post-aspirat prin răcitor în care randamentul coli onoruri de căldură (în timpul 5-1) ryaetsya hispanic și răcește saramura, care circulă în camera de răcire. Procesul de diminuare ca proces ireversibil este reprezentat pe diagrama curbei condiționale 4-5.
Unitatea compresorului de abur nu utilizează un cilindru de expansiune (expander), iar mediul de lucru este presetat în supapa de reglare. Schimbare cilindru de expansiune a clapetei este însoțită de entropie de vârstă niem, provocând pierderi-nekoto Rui-capacitate de răcire a sti, dar acest lucru simplifică semnificativ instalarea înlocuire schaet și permite să se adapteze cu ușurință presiunea vaporilor și pentru a obține temperatura ireversibilă în răcitor.
Activitatea specifică cheltuită pe ciclu:
Coeficientul de răcire al instalației de comprimare a amoniacului:
Unde - cantitatea specifică de căldură, percepută de vaporii de amoniac în răcitor.
Factorul de răcire al instalării
Valorile entalpiei din ecuație sunt determinate din diagrama este sau din tabelul de amoniac.
Centralele frigorifice cu abur au un mare avantaj față de aer. Sunt compacte, ieftine și au un raport de refrigerare mai ridicat.
Procesul de evaporare în diagrama p-V
Diagrama fv a unui sistem constând din lichid și vapori reprezintă un grafic al volumului specific de apă și vapori față de presiune.
Lăsați apa la o temperatură de 0 ° C și o anumită presiune # 961; ia volumul specific v0 (segment NS). Întreaga curbă AE exprimă dependența volumului specific de apă de presiunea la o temperatură de 0 ° C. apa este aproape incompresibilă, atunci curba AE este aproape paralelă cu axa de coordonate. Dacă, la presiune constantă, se dă apă căldurii, atunci temperatura acesteia va crește și crește volumul specific. La o anumită temperatură tsvoda se fierbe, iar volumul său specific 'la punctul A' atinge la presiunea dată valoarea maximă. Cu o presiune crescândă, temperatura lichidului fierbinte crește, iar volumul v 'crește și el. Diagrama dependenței v 'de presiune este reprezentată de curba AK, care se numește curba limită a lichidului. Curba caracteristică a curbei este gradul de solubilitate x = 0. În cazul furnizării suplimentare de căldură la presiune constantă, începe procesul de vaporizare. În același timp, cantitatea de apă scade, cantitatea de abur crește. La sfârșitul formării aburului la punctul B 'aburul va fi saturat uscat. Volumul specific de vapori saturați uscați este notat cu v ".
Dacă procesul de vaporizare are loc la o presiune constantă, temperatura sa nu se schimbă și procesul A'B 'este atât izobaric cât și izotermic. La punctele A 'și B' substanța se află într-o stare de fază unică. La punctele intermediare, substanța constă dintr-un amestec de apă și abur. Un astfel de amestec de corpuri se numește sistem în două faze.
Diagrama dependenței volumului specific v 'de presiune este reprezentată de curba KV, care se numește curba limită a vaporilor.
În cazul în care căldura este furnizată unei vapori saturate uscate la presiune constantă, atunci temperatura și volumul acesteia vor crește, iar aburul de la uscat saturat la supraîncălzit (punctul D). Ambele curbe AK și KB împart diagrama în trei părți. În stânga curbei limită a AK-ului lichid la izotermă zero există o regiune a osului lichid. Între curbele AK și KV există un sistem cu două faze care constă dintr-un amestec de apă și abur uscat. În dreapta lui KV și în sus de la punctul K există o regiune de abur nepreparat sau stare gazoasă a corpului. Ambele curbe AK și KB converg în același punct. numit punct critic.
Punctul critic este punctul final al tranziției fazei de vapori lichid începând de la punctul triplu. Deasupra punctului critic, existența materiei în starea în două faze este imposibilă. Nu se poate utiliza presiune pentru a transfera gazul în stare lichidă la temperaturi mai mari decât temperatura critică.
Parametrii punctului critic pentru apă:
Procesul p = const al vaporilor de apă. Imaginea procesului în diagramele p - V. i - S și T - S.
Diagrama izobar în regiunea de vapori saturat este reprezentată de o linie dreaptă care intersectează curbele limită ale lichidului de vapori. Atunci când se furnizează căldură aburului umed, gradul de uscare crește și (la o temperatură constantă) trece într-unul uscat și cu o altă apă subterană de căldură în abur supraîncălzit. Izobarul din regiunea aburului supraîncălzit reprezintă o curbă curbată orientată de o convexitate în jos.
Pe diagrama pv, procesul izobaric este reprezentat de un segment al liniei orizontale, care în regiunea vaporilor umedi reprezintă de asemenea procesul izotermic în același timp.
Pe diagrama Ts din regiunea vaporilor umedi, izobarul este reprezentat de o linie orizontală dreaptă, iar în regiunea aburului supraîncălzit, o curbă inversată de o convexitate în jos. Valorile tuturor cantităților necesare pentru calcul sunt luate din tabelele de vapori saturați și supraîncălziți.
Schimbarea energiei interne specifice a vaporilor:
Cantitatea specificată de căldură specificată:
În cazul în care q este dat și este necesar să se găsească parametrii celui de-al doilea punct situat în regiunea stărilor în două faze, se folosește o formulă pentru entalpia de vapori uzi:
Procesul T = const al vaporilor de apă. Imaginea procesului în diagramele p - V. i - S și T - S.
Pe o schemă este în regiunea unei vapori umedi, izotermul coincide cu izobarul și este o linie înclinată direct. În regiunea aburului supraîncălzit, izoterma este reprezentată de o curbă cu o convexitate în sus.
Pe diagrama pv în regiunea de vapori umed, procesul izotermic este reprezentat de o linie orizontală. Pentru vaporii saturați, acest proces coincide cu procesul izobaric. În regiunea supraîncălzirii, presiunea de vapori scade, iar procesul este reprezentat de o curbă cu o convexitate față de axa abscisei.
Pe diagrama Ts, procesul izotermic este reprezentat de un segment al orizontului.
Energia internă specifică a vaporilor de apă, spre deosebire de energia internă a unui gaz ideal, se modifică ca urmare a unei modificări a componentei potențiale, deci la T = const
Cantitatea specificată specificată de căldură în proces:
Lucrarea externă este determinată de prima lege a termodinamicii:
unde k este exponentul adiabatic.
Termenul "coeficient de refrigerare"
Coeficientul de răcire este o cantitate fără dimensiuni (de obicei mai mare decât unitatea), care caracterizează eficiența energetică a răcitorului de lichid; este egal cu raportul dintre capacitatea de răcire și cantitatea de energie (muncă) consumată pe unitatea de timp în implementarea ciclului de refrigerare. Se determină după tipul de ciclu de răcire pe care funcționează utilajul, perfecționarea elementelor sale de bază și pentru aceeași mașină depinde de condițiile de temperatură ale funcționării mașinii.
Coeficientul de răcire al unei mașini frigorifice ideale, care funcționează pe un ciclu invers Carnot:
unde Tmin și Tmax sunt, respectiv, cele mai scăzute și cele mai ridicate temperaturi din ciclu.
Coeficientul de răcire al unei mașini de răcire cu aer (figura)
unde T1 și T2 sunt, respectiv, temperaturile de la începutul și sfârșitul compresiei adiabatice;
T3 și T4 sunt temperaturile de la începutul și sfârșitul expansiunii adiabatice în expander.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: