Исходные данные к построению диаграммы Т-s

(значения р ₁ и р ₂ даны в МПа; х – безразмерная величина)

Исх. дан.	Варианты
р 1	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,02
р 2	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0
х	0,6	0,4	0,5	0,7	0,9	0,8	0,3	0,4	0,6	0,8
Исх. дан.	Варианты
р 1	0,03	0,04	0,06	0,08	0,05	0,02	0,01	0,07	0,03	0,09
р 2	5,6	6,0	6,6	7,0	7,6	8,0	8,6	9,0	9,6
х	0,3	0,7	0,5	0,4	0,8	0,9	0,3	0,6	0,2	0,7

Построение диаграммы Т - s начинают с осей ординат и абсцисс (температуры Т и удельной энтропии s). Температура в критической точке равна Т_{К Р} = 374,15 ^ОС, а энтропия в этой точке равна s_КР = 4,4237 кДж/(кг×К). Поэтому на оси ординат следует отложить температуру от 0 до 500 ^ОС. Удобнее для дальнейшего построения диаграммы на каждые 100 ^ОС оставить 5 клеток тетрадного листа. По оси абсцисс следует отложить значения энтропии s от 0 до 10 кДж/(кг×К). Удобнее для дальнейшего построения диаграммы на каждую единицу энтропии оставить 2 клетки тетрадного листа.

По значениям Т_{К Р} и s_КР наносится критическая точка К. Затем строятся нижняя пограничная кривая (линия кипящей жидкости х = 0) и верхняя пограничная кривая (линия сухого насыщенного пара х = 1). Для этого по таблицам воды и водяного пара по известным давлениям определяют температуру и энтропию в точках 1', 1", 2', 2". Все определенные по таблицам термодинамические параметры заносятся в отчет по форме табл. 2 без округлений из значений. Линии 1'-1" и 2'-2" являются изобарно-изотермическими процессами.

При определении параметров воды в точках 1а и 2а необходимо задать температуры воды ниже температуры насыщения, а при определении параметров перегретого пара в точках 1б, 1в, 2б и 2в необходимо задать температуры выше (на 100–200 ^ОС) температуры насыщения при заданных давлениях р ₁ и р ₂ и по ним по третьей таблице определить требуемые параметры. Параметры в критической точке К приведены в настоящих методических указаниях и в конце таблицы 1 и 2 [1, 2].

Таблица 2

Параметры воды и водяного пара, найденные по таблицам

Точки	р, МПа	t, ^ОС	u, м 3 /кг	h, кДж/кг	s, кДж/(кг×К)	х
К
1'
1"
1а
1б
1в
2'
2"
2а
2б
2в

Построение Т - s -диаграммы выполняется в масштабе путем нанесения соответствующих точек и соединения их, как показано на рис. 1. для нанесения линии постоянной степени сухости х = const необходимо линии постоянных давлений в области влажного пара 1'-1" и 2'-2" разбить каждую на 10 равных отрезков. Каждый отрезок будет соответствовать 0,1 х, и затем надо от линии х = 0 отложить требуемое число отрезков в соответствии с заданным х. Полученные точки необходимо соединить линией, исходящей из критической точки.

ВОПРОСЫ

1. Покажите, как изображается в Т - s -диаграмме энтальпия кипящей воды, сухого насыщенного пара и перегретого пара.

2. Как при помощи таблиц водяного пара можно определить, в каком состоянии находится вода, если известны ее параметры»?

3. Как могут быть вычислены параметры в области влажного пара?

4. Приведите определения следующих процессов и понятий: парообразование, конденсация, испарение, кипение, влажный и сухой насыщенный пар, перегретый пар.

5. За счет чего происходит изменение в изотермическом процессе водяного пара и как его подсчитать при заданных начальных и конечных параметрах р, v, h.

6. Как могут быть графически построены линии постоянной сухости в р - v -, Т - s - и h - s -диаграммах?

7. Покажите с помощью Т - s -диаграммы, как будет меняться влажность пара в адиабатных процессах сжатия, если в первом случае процесс протекает при значении энтропии меньше критического, а во втором – больше критического.

8. Изобразите на диаграммах р - v, Т - s и h - s – изохорный и изотермический процессы превращения влажного насыщенного водяного пара в перегретый. Дайте краткие пояснения.

9. Изобразите р - v -диаграмму для воды и перегретого пара и покажите, как в этой диаграмме изображаются характерные линии. Поясните, на какие области можно разделить р - v -диаграмму. Какие состояния откладываются на нижней и верхней пограничных кривых? Что такое степень сухости и влажность пара?

10. Как практически осуществляется регенерация теплоты в паросиловых установках? Изобразите для примера принципиальную схему такой установки с одним регенеративным отбором и объясните почему термический КПД цикла в этом случае выше, чем у цикла Ренкина при тех же параметрах пара?

11. Почему применение цикла Карно в паросиловых установках технически неосуществимо? Какие преимущества по сравнению с ним имеет цикл Ренкина?

12. Изобразите в р - v - и Т - s -диаграммах цикл Ренкина и поясните, что представляет собой отдельные процессы, из которых он состоит. В каких элементах паросиловой установки протекают эти процессы?

13. Что такое коэффициент использования теплоты теплофикационной установки? Чему равно предельно высокое значение этого коэффициента для идеальной паросиловой установки, и каких значений он может достичь в действительности?

14. Покажите в р - v -диаграмме цикла Ренкина работу, затрачиваемую на привод насоса. Почему при низких и средних давления пара этой работой можно пренебречь? Как отражается это упрощение на формуле для определения термического КПД цикла Ренкина?

15. Изобразите в Т - s -диаграмме цикл Ренкина с учетом работы насоса. Как изменится температура воды при адиабатном повышении ее давления в насосе?

16. Изобразите в Т - s -диаграмме цикл паросиловой установки с промежуточным перегревом пара. Покажите на графике дополнительную по сравнению с циклом Ренкина затрату теплоты и добавочную полезную работу цикла. Составьте выражение для определения термического КПД цикла.

17. Приведите принципиальную схему паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, и изобразите этот цикл в р - v - и Т - s -диаграммах.

18. Как влияют начальные параметры пара на термический КПД цикла Ренкина?

19. Составьте уравнение теплового баланса смешивающего регенеративного подогревателя паросиловой установки с одним регенеративным отбором и напишите выражение для определения ее термического КПД.

Дата добавления: 2015-07-19