Изотермическое расширение

По і -s диаграмме находим:

V1 P1 V2 Р2

i2

i1

x= 1

x=1

S 1 S 2 S

S₁= 5,53кДж/кг×град; і₁=2650кДж/кг V₁=0,035м³/кг;t₁ =260 °С

из формулы: q=T(S₂-S₁)

S₂ = (q + TS₁)/T = (420 + 260 5,53)/260 =7,1 кДж/кг×град

ри изотермическом процессе t постоянная.Поэтому по S и t находим точку и определяем параметры конечного состояния: і₂ =3000кДж/кг; P₂=0,9Мпа;V₂=0,3м³ /кг;

Поскольку в изотермическом процессе изменения внутренней єнергии нет, то работа расширения равна теплоте:

l =q=430кДж/кг

Изобарный процесс

При изобарном расширении P=const

i

V2 V1

i2

t2

i1 t1

x=1

S1 S2 S

Первоначальные координаты точки находятся в том же месте:

S₁= 5,53кДж/кг×град; і₁=2650кДж/кг V₁=0,035м³/кг;t₁ =260 °С

Из формулы: q= і₂ – і₁ найдем і₂ – энтальпию после расширения. 420= і₂ – 2650

І₂= 3070кДж/кг.

По і- s диаграмме найдем другие конечные параметры:

V₂=0,05м³/кг; t₂ =360ºС S₂=6,5кДж/кг·к; работа l= P·DV= 4,5 (0,06 – 0,035) = 112 кДж/кг

Изменеие внутренней энергии DU= q – l= 420 – 112 = 308 кДж/кг

1.Работа изотермического расширения больше,т.к. все тепло расходуется на увеличение объема,а внутренняя энергия постоянна,а в изобарном процессе часть теплоты расходуется на изменеие внутренней энергии

2.При попадании конечной точки в область влажного пара расчеты упрощаются,т.к. здесь изобара и изотерма совпадают.

ЗАДАЧА № 3

V=50 м³ /мин Р₁=0,1 МПа t₁=20 ⁰ C. t₂ = t₁ +200⁰С. n=1.29. Определить Р₂, Q, N, Газ – кислород

Из выражения найдем Р_2.

Зная что t₁=20⁰C получим, что Т₁ =293К,

t_2, больше на 200⁰С. Значит

Т₂ = (t₁+200) + 273 = 493 K

C_V = 2,5 260 =650 Дж / кг град С_Р = 650 + 260 =910 Дж / кг град К = 910/650 = 1,4

P₂ = (493/293) ^{1,4 / (1,4 – 1)} 100000 = 0,63 МПа

Из уравнения P₁V₁= m RT₁ = 100000 50 /260 293 =65кг/мин = 1,1 кг/сгде R= 8314 / 32 =260 Дж/кг град

С_П = (1,32 650 – 910) / (1,32– 1) = –160 Дж / кг град

Q =m Cn (T₂-T₁) = 1,1 160*200 = 35,2 к В

3,42 100000 (1–0,9) = 34 кВт

Задача 4

Определить потребную поверхность рекуперативного теплообменника,в

котором вода нагревается горячими газами. Расчет произвести для прямоточной и противоточной схемы.

Температура газа t₁¢=525⁰C

t₁¢¢=375⁰C

Температура воды t₂¢=20 ⁰ C

t₂¢¢=110 ⁰C

Расход воды М = 0.5 кг/с

Р е ш е н и е

Коэфициент теплопередачи к = 48

По формуле: Q = MCp (t₂¢¢-t₁¢); Cp = 4,19

Q = 0,5*4,19 (110 – 20) = 188,55 Вт

Средняя логарифмическая разница температур:

Площадь поверхности нагрева:

При противотоке требуется меньшая поверхность нагрева, так как при противотоке больше логарифмическая разность.

1. При прямотоке нельзя нагреть теплоноситель выше температуры,при которой греющий тепло покидает аппарат,а при противотоке можно нагреть выше, отсюда нет необходимости в увеличении площади в сравнении с прямотоком.

2. Для увеличения теплопередачи,ребра ставятся в сторону холодного слоя, для увеличения площади теплообмена.

З а д а ч а № 5

По заданному виду топлива и паропроизводительности D = =120 т/ч котельного агрегата выбрать тип топки и коэффициент избытка воздуха .Рассчитать теоретически необходимое количество воздуха для горения 1 кг топлива. составить тепловой баланс котельного агрегата и определить его КПД(брутто). Рассчитать часовой расход натурального и условного топлива(непрерывной продувкой пренебречь). Вид топлива – чульмаканский уголь Ж (жирный), давление , температура перегретого газа , температура питательной воды ,величина потерь теплоты с уходящими газами %.

Дата добавления: 2015-12-08