Презентация на тему: Лекция 5

Лекция 5
Реальные газы
Уравнения состояния реальных газов
Фазовая диаграмма воды
Водяной пар
р v - диаграмма водяного пара
К pv - диаграмме
Процессы и состояния воды и пара
Влажный и перегретый пар
Ts - диаграмма водяного пара
hs - диаграмма водяного пара
Расчеты процессов водяного пара
Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара
Внутренняя энергия
Влажный пар
Термодинамические процессы водяного пара
Термодинамические процессы водяного пара
Термодинамические процессы водяного пара
Термодинамические процессы водяного пара
Термодинамические процессы водяного пара
Термодинамические процессы водяного пара
Термодинамические процессы водяного пара
Термодинамические процессы водяного пара
Лекция 5
Лекция 5
Цикл Ренкина паротурбинной установки (ПТУ) в pv - диаграмме
Цикл Ренкина паротурбинной установки в Ts- диаграмме
Лекция 5
Лекция 5
1/29
Средняя оценка: 4.8/5 (всего оценок: 92)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (708 Кб)
1

Первый слайд презентации: Лекция 5

● Реальные газы ● Уравнения состояний ● Водяной пар

Изображение слайда
2

Слайд 2: Реальные газы

В реальных газах молекулы представляют собой упругие тела, имеют собственный объем и взаимодействуют между собой. Из уравнения состояния идеальных газов ( Клапейрона ) pv =RT ; v=RT/p, то есть при p =∞ : v =0, что не соответствует действительности. Исторически первое уравнение состояния реальных газов было получено Ван-Дер-Ваальсом.

Изображение слайда
3

Слайд 3: Уравнения состояния реальных газов

Уравнение состояния реальных газов Ван-Дер-Ваальса : . Ван-Дер-Ваальс учел только два фактора, отличающих реальные газы от идеальных, поэтому его уравнение не очень точное. Более точным является уравнение Вукаловича-Новикова, в котором учтены дополнительно ассоциация (объединение в многомолекулярные комплексы) и диссоциация (раздробление) комплексов: .

Изображение слайда
4

Слайд 4: Фазовая диаграмма воды

Изображение слайда
5

Слайд 5: Водяной пар

Водяной пар является рабочим телом паротурбинных установок (ПТУ). Водяной пар – это реальный газ, состояние которого можно описать уравнением состояния Вукаловича-Новикова. Для удобства, состояния пара были просчитаны в большом диапазоне параметров, а результаты представлены в виде таблиц термодинамических свойств воды и пара и в форме pv -, Ts -, hs - диаграмм.

Изображение слайда
6

Слайд 6: р v - диаграмма водяного пара

aa ’ – вода нулевой температуры ; bb’k – нижняя (левая) пограничная кривая ( х =0); dd’k – верхняя (правая) пограничная кривая ( х =1); k – критическая точка (для воды: p кр ≈22,1 МПа; t кр ≈374 С). p к p 2 p 1 a ’ b’ c’ d’ e’ a b c d e v 0 v ’ v x v ’’ v x =0 x =1 T 2 =Const T 1 =Const Вода Перегретый пар Вл. пар 0 v

Изображение слайда
7

Слайд 7: К pv - диаграмме

Слева от пограничной кривой – вода ; между пограничными кривыми – влажный пар ; правее верхней пограничной кривой – перегретый пар. На верхней пограничной кривой – сухой, насыщенный пар. Точка а ( v 0 ) – вода нулевой температуры ; процесс ab – изобарный нагрев воды от 0 С до температуры кипения (насыщения) t н ;

Изображение слайда
8

Слайд 8: Процессы и состояния воды и пара

На верхней пограничной кривой – сухой, насыщенный пар. Точка а ( v 0 ) – вода нулевой температуры ; процесс ab – изобарный нагрев воды от 0 С до температуры насыщения t н (кипения); точка b ( v ’; х =0) – вода на линии насыщения (закипающая) ; процесс bd – изобарно-изотермическое парообразование (кипение воды) при t н = Const ; точка d ( v ” ; х =1) – сухой, насыщенный пар ;

Изображение слайда
9

Слайд 9: Влажный и перегретый пар

точка c – влажный, насыщенный пар ( х – степень сухости пара: массовая доля пара во влажном паре); процесс de – изобарный перегрев пара; точка e ( v ) – перегретый пар. Начало отсчета внутренней энергии u 0 =0 ; энтальпии h 0 =0 и энтропии s 0 =0 примем при 0 С (273 К) – точка а.

Изображение слайда
10

Слайд 10: Ts - диаграмма водяного пара

В тепловой Ts - диаграмме площади под процессами: а b – теплота нагрева воды от 0 С до температуры насыщения q’ =h’ - h 0 = h ’; bd – скрытая теплота парообразования r=h”-h ’; de – теплота перегрева пара q=h - h ”; тогда q’+r+q =h – энтальпия перегретого пара в точке е. T 273 K q ’ q r к v=Const p=Const 0 s a X=Const b c d e

Изображение слайда
11

Слайд 11: hs - диаграмма водяного пара

При температуре 0 С h 0 =0, s 0 =0. Поэтому точка а для воды нулевой температуры совпадает с началом координат. Процесс abcde при p=Const тот же, что на pv - и Ts - диаграммах. В области влажного пара изотерма совпадает с изобарой bd. a 0 s v=Const p=Const t=Const b c d e к h x=Const x= 1

Изображение слайда
12

Слайд 12: Расчеты процессов водяного пара

В практических расчетах обычно используются области перегретого пара и влажного с высокими степенями сухости. Поэтому изображается в большем масштабе выделенная рамкой часть диаграммы. Более точные расчеты процессов водяного пара выполняется по таблицам.

Изображение слайда
13

Слайд 13: Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара

Бывают таблицы термодинамических свойств воды на линии насыщения и сухого, насыщенного пара (t н, v’, v”, h’, h”, r, s’, s”) = f(p н ) (p н, v’, v”, h’, h”, r, s’, s”),=f(t н ) где p н, t н – давление и температура насыщения; v, h, s – удельный объем, энтальпия и энтропия; индексы ’, ” относятся к воде на линии насыщения и сухому, насыщенному пару. Таблицы термодинамических свойств перегретого пара (v, h, s)=f ( p, t).

Изображение слайда
14

Слайд 14: Внутренняя энергия

В таблицах и диаграммах нет внутренней энергии воды и пара. Она находится через энтальпию, Дж/кг: u’= h’-pv ’ ; u x = h x -pv x ; u”=h”- pv ” ; u=h- pv, где давление подставляется в Па.

Изображение слайда
15

Слайд 15: Влажный пар

Параметры состояния влажного пара находятся по смесевым формулам: v x =v ’(1- x )+ v”x ; h x =h ’(1- x )+ h”x ; s x =s ’(1- x )+ s”x.

Изображение слайда
16

Слайд 16: Термодинамические процессы водяного пара

p к p 2 p 1 1 v 1 = v 2 x =0 x =1 Перегретый пар Вл. пар 0 v 2 T 2 =Const T 1 =Const T к v=Const 0 s X 1 =Const p 1 p 2 1 2 T 2 T 1 v= с onst Вл. пар Перегретый пар

Изображение слайда
17

Слайд 17: Термодинамические процессы водяного пара

v= с onst I закон термодинамики:

Изображение слайда
18

Слайд 18: Термодинамические процессы водяного пара

p= с onst 1 v 1 x =0 x =1 Перегретый пар Вл. пар 0 v 2 T 2 =Const T 1 =Const T к 0 s X 1 =Const p 1 =p 2 1 2 T 2 T 1 Вл. пар Перегретый пар p к p =const v 2 v 1 v 2

Изображение слайда
19

Слайд 19: Термодинамические процессы водяного пара

p= с onst I закон термодинамики:

Изображение слайда
20

Слайд 20: Термодинамические процессы водяного пара

p к p 2 p 1 1 v 2 x =0 Перегретый пар Вл. пар 0 v 2 T=const T к 0 s X 1 =Const p 1 v 1 1 2 T=const T= с onst Вл. пар Перегретый пар v 1 p 1 v 2

Изображение слайда
21

Слайд 21: Термодинамические процессы водяного пара

T= с onst I закон термодинамики:

Изображение слайда
22

Слайд 22: Термодинамические процессы водяного пара

p к p 2 p 1 1 v 2 Перегретый пар ВНП 0 v 2 T 1 T к 0 s X 2 =Const p 1 v 1 1 2 s= с onst ВНП Перегретый пар v 1 p 1 v 2 T 1 T 1 T 2 s 1 =s 2

Изображение слайда
23

Слайд 23: Термодинамические процессы водяного пара

s= с onst I закон термодинамики:

Изображение слайда
24

Слайд 24

1 2 3 4 a b c 4 2 3 1 q 1 q 2 l ц l ц Схемы и циклы паросиловых установок Котлоагрегат : a -зона подогрева, b- зона испарения, с-зона перегрева; 2. Турбина 3. Конденсатор 4. Насос

Изображение слайда
25

Слайд 25

Схемы и циклы паросиловых установок Котлоагрегат : a -зона подогрева, b- зона испарения, с-зона перегрева; 2. Турбина 3. Конденсатор 4. Насос

Изображение слайда
26

Слайд 26: Цикл Ренкина паротурбинной установки (ПТУ) в pv - диаграмме

1-2 адиабатное расширение пара в турбине; 2-2 ’ изобарно-изотермическая конденсация пара в конденсаторе; 2 ’ -3 адиабатное сжатие воды в питательном насосе; 3-4 изобарный нагрев воды в водяном экономайзере котла; x =0 x =1 p 0 v к 1 2 2’ 3 4 5

Изображение слайда
27

Слайд 27: Цикл Ренкина паротурбинной установки в Ts- диаграмме

4-5 изобарно-изотермическое парообразование; 5-1 изобарный перегрев пара в пароперегревателе. Термический КПД цикла Ренкина : . x=Const T 0 s к 1 2 2 ’ 3 4 5

Изображение слайда
28

Слайд 28

Методы повышения КПД паросиловой установки 1. Повышение Р и t перегретого пара в т.1 Р 1 =со nst X= 0 X= 1 t 1, ºC 350 400 500 600 40,5 41,0 42,5 44,2

Изображение слайда
29

Последний слайд презентации: Лекция 5

3 Многократный перегрев пара Рисунок - Иллюстрация метода повышения η t путем двойного перегрева водяного пара 5 – 1 – первый перегрев перед первой ступенью турбины; 6 - 1 ΄ - второй перегрев перед второй ступенью турбины.

Изображение слайда