деңгей сұрақтары

Жалпы жылу техникасы пәнінің емтихан сұрақтары

деңгей сұрақтары

1. Жылу өткізгіштік теңдеулері.

2. Су буы. Су буының PV-диаграммасы.

3. Ылғалды ауа.

4. Конвективті жылуалмасу.

5. Сәулелі жылуалмасу

6. Күрделі жылуалмасу.

7. Ыстық сумен қамтамасыздау жүйесі.

8. Жазық қабырға арқылы жылу беру түсінігі.

9. Бу турбиналары, циклдің ПӘК – ін арттыру тәсілдері.

10. Бу турбиналары, олардың түрлері, жұмыс істеу принциптері

11. Бу турбиналары туралы түсінік

12. Қазандықтардың жұмыс істеу принциптері

13. Өндірістегі жылу беру жұмыстары

14. Өндірістік жылуэнергетикасының құрылымы мен болжамдары.

15. Жылу алмасу түрлері.

1. Жылу өткізгіштік теңдеулері.

Жылуөткізгіштік дегеніміз макроскопиялық қозғалатын ортадағы құрылымдық бөлшектер арқылы жылуды тасымалдау.

Жылуөткізгіштік үшін Фурье заңы:

(2)

мұндағы - температура градиенті. - жылуөткізгіштік. «-» - таңбасы темпертураның кемуін көрсетеді. Температура градиентін қарастырып отырған ортада температурасы тұрақты беттерді бөліп алуға болады. Оларды изотермиялық беттер деп атайды.

Жылу өткізгіштіктің дифференциалдық теңдеуі.

Тұтас ортаны алып өткізгіштік процесін қарастырайық: Ортадан геометриялық пішіні куб тәріздес денені ойша бөліп алайық.

1-сурет. Ойша бөліп алынған геометриялық пішінді куб тәріздес дене

Бөліп алған көлемге жылу түйісіп тұрған қабат арқылы жылу келеді. Ары қарай жылу көлем ішіндегі қабаттардан өтеді. Осы жылудың бір бөлігі көлем ішінде қалып қояды. Сол қалған жылу мөлшерін деп белгілейік. Осы бөлініп алынған көлемде ішкі жылу көздері болу мүмкін. Жұтқан және шығарған жылу мөлшерін деп белгілейміз. және жылу мөлшері көлемнің ішкі энергиясын өзгертуге кетеді. Оны деп белгілейік.

(3)

Бұл жылу балансының теңдеуі.

(4)

Сол жақ бетті қиып өткен жылу мөлшері:

(5)

Шыққан жылу:

(6)

(7)

мұндағы: (8)

Ішкі жылу қуатының көлемдік тығыздығын -деп белгілейік. Олай болса;

(9)

(10)

(7), (9), (10) формулаларды (3) формулаға қайып келесі теңдеуді аламыз.

(11)

жылуөткізгіштіктің дифферециалдық теңдеуі деп аталады.

2. Су буы. Су буының PV-диаграммасы.

Жылу энергетикалық және өндірістік қондырғыларда судың буын, жұмыстық дене ретінде кеңінен қолданады. Осы берілген тұрақты қысым кезіндегі, оның өзгеру диапазоны өте кең шегінде қазандық агрегатпен өндіреді. Тұрақты қысым кезіндегі PV-диаграммасымен будың пайда болу процесін қарастырамыз.

Кейбір қысымда (нүкте а₀), меншікті көлемі V₀, 0 ⁰C кезіндегі қайнамаған суға сәйкес. Егер суды қыздыру, осы қысым кезінде – оның температурасы ( -қанығу температурасы) дейін арттырса, ол судың қайнау (а нүктесі) жағдайына сәйкес келеді. Бұл жағдайдағы сұйықтың меншікті көлемі V дейін артады. Одан ары қарай, жылулықты арттырғанда су булану процесіне айналады. Себебі, будың көлемі көп есе артық, қайнаған сұйық көлеміне қарағанда, онда нүкте а – барлық сұйық түгелімен буға айналады да, оңға қарай сызығы бойынша орын ауысады, ал а¹¹ нүктесін құрғақ қаныққан бу деп атайды. Оның меншікті көлемін V¹¹ деп белгілеу қабылданған, а¹, а¹¹ аймағы ылғалды қаныққан буға жатады да, екі фазалы жүйені көрсетеді (бу - қайнаған су). Салыстырмалы құрамындағы ылғалды қаныққан будың, екі фазалы жүйесіндегі құрғақ будың массасын қаныққан будың құрғақтық дәрежесі деп атайды:

мұндағы -құрғақ будың массасы, -ылғалды будың массасы.

Құрғақтық дәрежесі мына қанығу шегінде өзгереді: . Қайнау жағдайындағы физикалық қасиеті бойынша және қаныққан құрғақ бу жағдайында қаныққан бу шегінде қосылады. Қаныққан бу дәрежесі болғанда ылғалды қаныққан бу деп аталады.

1-сурет. PV диаграммасында будың пайда болу процесі.

Мынаны атап өту қажет – қаныққан будың негізгі қасиеті деп аталуы сонда, кезінде, қаныққан будың температурасы өзгеріссіз болады да, барлық шегіндегі қаныққан будың (x=0 - ден x=1 – ге дейінгі) қанығу температурасына тең. Сонымен, қаныққан изобара шегі, изотермамен бірдей болады, яғни әрбір қысымға, қатаң түрде белгілі қанығу температурасы сәйкес келеді. Арнаулы кестемен құрылған қаныққан су буы үшін, қысымына (МПа) байланысты тәжірибе жолымен анықталған температуралар шамасы төменде келтірілген:

Осыдан көрсетілгендей қысымның артуымен қанығу температурасы да өседі.

Идеал газдарға қарағанда, қаныққан будың айырмашылығы, молекулалардың аралық күш әрекеттері өте үлкен. Идеалды газдарға қарағанда, қаныққан будың молекулаларының айырмашылығы - белгілі өлшемдерінде, молекулалардың жақындаған кезіндегі бір-біріне итеріле қашықтауы және молекулалардың едәуір аралық қашықтауы кезіндегі тартылыста болуы. Қайнаған сұйықтың булану процесіндегі жылулықтың жұмсалуы, көрсетілген өзара әрекетті күштерді жеңуге кетеді, ал идеалды газдарда, молекулаларының жылдамдық қозғалысын арттырады. кезінде булану процесінде температура тұрақты болуымен түсіндіріледі. Одан әрі қарай кезіндегі, құрғақ қаныққан буға жылулықты жеткізгенде, меншікті көлемнің ұлғаюына алып келеді. Бу бұл жағдайда қатты қызған бу деп аталады. Сонымен, қатты қызған бу – оның сол қысым кезіндегі температурасы қанығу температурасынан жоғары болады. Қатты қыздырылған будың меншікті көлемі мен температурасын V және t деп белгілейді. Қатты қыздырылған бу аймағының айырмашылығы, изобаралы қаныққан бу облысы, бір уақытта изотерма болмайды.

3. Ылғалды ауа

Ылғалды ауалар – булы газды қоспалар түрінде болады. Оларды әртүрлі практикалық жағдайында құрғатуға, жылытуға, желдетуге және машиналар мен механизмдердің жұмыстық денесі ретінде қолданады. Ол және басқа да газды қоспалар үшін қосынды парциалды қысым құраушы қоспасы, қысым қоспалары теңдігі туралы қатынасы шын мағынада қолданылады.

Ылғалды ауадағы будың температурасы қанығу температурасынан артық болуы мүмкін. Сірә, бұл жағдайда, бу қызған күйде болады, мұндай қоспа, құрғақ ауа мен қызған будан тұратынын қаныққан ылғалды ауа деп атайды. Ол, солай сипатталады, ондағы температураға сәйкес будың парциалды қысымы қанығу қысымынан кем болады. Егер қоспа температурасы, оның парциалды қысымы кезіндегі сулы будың қанығу температурасына сәйкес болса, бу қоспаның қаныққан жағдайында болады.

Бу қаныққан ылғалды ауа. Мұнда, будың парциалды қысымы қанығу қысымына сәйкес келеді. Сулы бу, ылғалды ауадағы - оны салқындату кезінде, жоғары температурада болмайды да, қанығу температурасынан кем болады, оның парциалды қысымына сәйкес келеді, өйткені ол суға айналады және ауа құрамына бөлінеді.

Ылғалды ауа температурасы будың қаныққан жағдайында болады да шық нүктесінің температурасы деп аталады. Температураны төмендеткендегі шық нүктесінің температурасының төмендеуі будың суға айналуына әкеп соғады.

Ылғалды ауа үшін сондай және басқа булы қоспа үшін мына анықтама тән.

ылғалды ауадағы ылғал массасын абсолютті ылғалдығы деп атайды. Ол, оның парциалды қысымы қоспа температурасы кезіндегі сулы будың тығыздығы -ға тең.

1кг құрғақ ауаға келетін сулы бу массасының грамын ылғал мөлшері деп атайды (кг/г құрғақ ауа).

Ылғалды ауадағы сулы бу санының (моль), құрғақ ауа санына (моль) ұқсас қатынасын молярлы ылғал мөлшері деп атайды.

Ылғалды ауаның маңызды көрсеткіштері болып, оның салыстырмалы ылғалдығы жатады. Салыстырмалы ылғалдылығы , оның бу массасының ылғалды ауа қатынасына тең болады немесе қоспаның сол қысым мен температура кезіндегі мүмкіндігі ең жоғарғы мәніне тең:

Ылғалды ауа температурасы кезіндегі будың ең жоғарғы мүмкіндігі парциалды қысымы, қанығу қысымына тең болады. Ылғалды ауа температурасы, ылғалды ауа қысымына сәйкес, су буының қанығу температурасынан кем болады.

4. Конвективті жылуалмасу.

Конвективті жылу алмасуда, жылу, ортаның макроскопиялық, яғни молярлық қозғалысы арқылы тасымалданады. Кейде қызған немесе суыған қатты дене сұйық немесе газ ортада қозғалуы мүмкін. Мұндай процесті конвективті жылуалмасу деп атайды. Конвективті жылуалмасудың өзі екі түрге бөлінеді:

1. Еріксіз немесе мәжбүр конвективті жылуалмасу;

2. Ерікті немесе табиғи жылуалмасу

Еріксіз немесе мәжбүр конвективті жылуалмасу сыртқы күштерге байланысты болады. Сұйық немесе газды ортаның немесе қатты дененің қозғалысы сыртқы күштердің әсерінен (винттің, поршеннің немесе мотордың) орын алады.

Ерікті немесе табиғи жылуалмасу ішкі күштердің әсерінен туады. Егер температура айырымы болса, температурасы әртүрлі нүктелерде ортаның тығыздығы әртүрлі болады. Ал, Архимед заңына сәйкес тығыздығы аз көлемдер бетіне шығады да, керісінше тығыздығы көп көлемдер астына түседі. Осы заңға сәйкес табиғи қозғалыс, яғни ерікті конвекция пайда болады.

Конвективті жылуалмасу заңын Ньютон-Рихман заңы деп атайды:

Табиғи конвекциялы жылу беру есептеулерінің қажеттілігі жиі кездеседі. Мысалы жылу жүргізуші құбырлардың, булы және су жылытқыш қазандардың жылу жоғалуынының есептеулерінде, жылытушы және қыздырушы аспаптарының есептеулерін жүргізуе және т.б. кездеседі.

Табиғи конвекция кезіндегі жылу беру жағдайының екі түрін ажыратады: жылу берудің өте көп көлемде және жылу берудің шектеулі (өлшемді) көлеміндегі түрлері.

Өте көп көлемдегі жылу берілу. Жылудың өте көп көлемде берілуін тек қана бір құбылыспен сипаттайды, мысалы сұйықты қыздырумен өтеді. Сұйықтың салқындауы, өте қашықта болғандықтан процестің өтуіне әсерін тигізбейді. Бұл процесті былай анықтайды.

мұндағы - қабырғаның температурасы, ⁰С; - жылытылған денеден өте қашықтағы сұйықтың температурасы, ⁰С.

Құбырдың тік бетінің пластинаның және басқаларының табиғи конвекцияларының ламинарлы тәртібінен, турбулентті тәртібіне өтуін , алмағайып (критикалық) кезеңі деп атайды. мәні кезіндегі жылу беру ламинарлы шекаралық қабаттың бастапқы бөлігіндегі үшін, жылу беруінің есептеуі жеке жүргізіледі де, л ( -алмағайып - критический) турбулентті шекаралық қабатпен орналасқанына да осылай есептеледі. мәнін мына шарт жағдайымен анықтайды.

Жылу берудің орташа биіктік мәнін мына формуламен анықтайды:

Мұндағы және ламинарлы және турбулентті шекаралық қабаты бөліктеріндегі жылу берудің орташа коэффициенттері.

Табиғи конвекция кезінде шектелген кеңістіктегі жылу беру сұйықтың қабаттарында әртүрлі орын алады. Табиғи конвекция кезінде сұйықтың көп көлемде салқындауы қарастырып отырған беттен қашықта өтеді де ол конвекция процесіне әсерін тигізбейді. Егер жылу беруші және жылу қабылдаушы бет жақын орналасса, онда жоғары көтерілетін және төмен түсетін сұйық ағыны жылытушы құрылғылармен бөлмелерді жылыту, сұйық құбырларының сууы және т.б. құбырлармен өтеді.

Барлық жазық беттер үшін, өте көп көлемдегі табиғи конвекция кезіндегі, жазық беттің орташа жылу беру коэффициентін анықтаудың есепті формуласы және оның бейімделу іс бағыты (ориентациясы), сонымен қатар, қандай сұйық және газ болмасын және қысым мен температураны мына формуламен анықтайды:

мұндағы С, n - тұрақты шама, - тәжірибе жолымен анықтайтын конвекция коэффициенті, ш.қ – индксі – жылу жүргізгіштің, барлық физикалық қасиеті, шекаралық қабаттың (ш.қ) орташа температурасына жатады.

5. Сәулелі жылуалмасу

Қызған дене электромагниттік жылу толқындарын шығарады. Ол толқындар тараған кезде олардың жолында температурасы төмен басқа дене болуы мүмкін. Толқындар басқа денелермен соқтығысқанда толқындардың бір бөлігі шағылып келесі бір бөлігі өтеді, яғни жұтылады. Жұтылған толқындар бөлігінің энергиясы жылу энергиясына айналып, салқын дененің температурасын жоғарылатады. Толқындар шығаратын ыстық дене мен толқынды жұтқан суық дене арасында жылуалмасу байқалады. Электромагниттік толқындар вакуумде де болуы мүмкін. Бұған мысал: күн мен жер арасындағы жылу алмасу электромагниттік толқындар арқылы ғарыштық кеңістікті кесіп өтіп, жер бетіне жетіп жылытып отыр. Температура айырымы жоғары болған сайын сәулелік жылуалмасу қарқынды түрде жүреді.

Сәулелік жылуалмасуды Стефан-Больцман теңдеуімен анықтайды:

мұндағы - Стефан-Больцман тұрақтысы.

Жылулықпен сәулелену – күрделі атом аралық процестер. Ол жылулық жағдайымен немесе денеден температура шығуымен анықталады. Жылулық сәулеленудің жеткізушісі болып, энергия бөлшектерінің ағыны болады, оны фотондар немесе квантты энергиялар деп атайды. Фотондар ағыны, электромагнитті толқындар қасиетіне ие болады. Барлық электромагнитті сәулеленулердің түрлері бірдей қасиетте болады да олар тек толқын ұзындығымен анықталады. Толқын ұзындығының аумағы мкм-ден мкм-ге дейінгі сәулеленуі толқын ұзындығымен 0,8...800мкм сипатталады. Ол, ең маңызды мәселе болып табылады. Инфрақызыл және жарық сәулелерінің таралу процесін, жылулықтың сәулеленуі немесе радиация деп атайды. Басқа жағынан қаралатын саласы, қысқа толқынды ультракүлгінді сәулеленумен жалғасады. Рентгеннің сәулесі, одан да аз толқын ұзындығымен сипатталады.

Сәулелену қасиетінің әртүрлілігі әр алуансаладағы толқын ұзындығымен сипатталып, олар кейбір жалпы заңдылығында анықталуы мүмкін. Онда оптикада белгілі болғандай, таралу заңдылығы, көрінетін жарықтың шағылысуы мен сынуы және қандай да бір ұзындықтағы толқынның сәулеленуі үшін әділетті болып қалады.

6. Күрделі жылуалмасу.

Жазық және цилиндрлі қабырға арқылы жылу беру. Жоғарыда айтылғандай, жылу беру деп, екі жылу жеткізушінің оларды бөліп тұратын қабырға арқылы жылу алмасуын айтады. 1 – суретте сұйықтар және қабырғаны бөлушілердің температтурасының өзгеруінің сипаты көрсетілген.

Жылытушы сұйықтан, жылулықты беру процесін - температурасымен, - қыздыруға кететін, бұл жағдайда мына процестер орын алады: а) жылытушы сұйықпен қабырға арасындағы жылуалмасу; б) жылу өткізгіштік жолымен қабырға арқылы жылулықты беру; в) қабырға мен қыздырушы сұйық арасымен жылуалмасу.

Тұрақталған жылу күйі кезіндегі, жылулықтың ағымы – жылытқыш сұйықтан қабырғаға, қабырға арқылы өткен және қабырғадан қыздырылатын сұйықпен бердей болады.

1-сурет. Сұйықтағы және оны қабырғамен бөлудегі температураның өзгеру сипаты.

Сондықтан, жылуық ағынының тығыздығы үшін мынадай теңдеу аламыз:

бұдан

Осы теңдеулердің оң жағы мен сол жағын қосып, табатынымыз:

бұдан

Бұл теңдеуді былай да жазуға болады:

мұндағы - температуралық айырым.

Жылу беруші коэффициент К жылу берудегі қарқынды үдемелілігін сипаттайды. Бұл шама, жылулық ағынының тығыздығының қабырғаға жылу жеткізуші аралығының температуралық айырымының қатынасына тең болады.

7. Ыстық сумен қамтамасыздау жүйесі.

Жабық жылу жүйелерінің су сапасы 1985 ж. жарық көрген «Жылу жүйелері. Жобалау нормалары» СНиП Н-Г. 10-73 (П-36-73) стандартына сай болу керек. Жылужабдықтаудағы жабық жүйесіндегі су адамдармен тікелей қолдананылмайды, сондықтан ол суға санитарлы талаптар жоқ. Су көзі ретінде беткі табиғи сулар қолданылса, ол су алғашқы өңдеуден өткен соң (әктеу, сүзу, тазарту), жылу жүйелеріне де қазандыққа да бірдей қолданылады. Жабық жылу жүйелеріндегі толтырылып отыратын су бу қазандықтарынан алынса (онда түрлі гидраттар, фосфаттар үлесі көп болады), қосатын су аса жұмсақ болуы қажет. Су жұмсартудан басқа, оны коррозялық-белсенді газдардан – оттегі мен көміртектерден арылту керек. Оны термикалық деаэрация арқылы жасайды. Оттегі құрамы 0,1—0,05 мг/л. дейін төмендеу керек. Жылу берген кезде жүйедегі қысымды жоғары болуы міндетті. Коррозияға қарсы қоспа ретінде гидразин қолдануға болмайды, себебі ол өте уытты.

Жылу жабдықтаудағы ашық жүйесінде (қос құбырлы жүйе) су жылу жүйесінен алынады. Қосып отыратын су көлемі – жүйеден шығындалған сулар мен тұтынған ыстық сулар мөлшеріне тең болады. Су 130—150^оС температурасына дейін ысытылады. Қосатын су ауыз су құбырынан аланады, ал сапасы ГОСТ 2874—82 «Ауыз су» стандартына сәйкес болу қажет. Су өңдеу жобасы сапасына қарай таңдалады. Мұнда қоршаған ортаны қорғау заңы табиғи суларды, топырақты химиялық қоспалары бар ағын сулармен ластамауды талап етеді. Сондықтан ол ағын суларды декарбонизация, деаэрация сияқты өңдеуден өткізеді. Жылу жабдықтаудағы ашық жүйесіне қосып отыратын суды дайындау схемасы былай: сүзгіш регенрациясы арқылы Н-катиондау, декарбонизация, деаэрация.

Жылу жабдықтаудағы ашық жүйеде ыстық сумен қамтамасыздауда, құбырдағы су алдан ала өңдеуден өтеді. Судағы биологиялық ағзалардың кері әсерін болдырмауға хлорлау тәсілі кең қолданылады. Жабық суыту су қоймалары жүйесіндегі су балдырланбас үшін, купорос қосады Сu²⁺ 0,1—0,3 мг/л, су бетінде балдыр болған кезде оның мөлшері 0,3—0,6 мг/л дейін көтеріледі, әрі купоростау 2-3 рет жасалады. Ал қоғамдық қоймаларға құйылатын ағын суларда (ауыз су, шаруашылық су) оның мөлшері 0,01 - 1 мг/л аспаған жөн.

8. Жазық қабырға арқылы жылу беру түсінігі.

Жазық және цилиндрлі қабырға арқылы жылу беру. Жылу беру деп, екі жылу жеткізушінің оларды бөліп тұратын қабырға арқылы жылу алмасуын айтады. 1 – суретте сұйықтар және қабырғаны бөлушілердің температтурасының өзгеруінің сипаты көрсетілген.

Жылытушы сұйықтан, жылулықты беру процесін - температурасымен, - қыздыруға кететін, бұл жағдайда мына процестер орын алады: а) жылытушы сұйықпен қабырға арасындағы жылуалмасу; б) жылу өткізгіштік жолымен қабырға арқылы жылулықты беру; в) қабырға мен қыздырушы сұйық арасымен жылуалмасу.

Тұрақталған жылу күйі кезіндегі, жылулықтың ағымы – жылытқыш сұйықтан қабырғаға, қабырға арқылы өткен және қабырғадан қыздырылатын сұйықпен бердей болады.

1-сурет. Сұйықтағы және оны қабырғамен бөлудегі температураның өзгеру сипаты.

Сондықтан, жылуық ағынының тығыздығы үшін мынадай теңдеу аламыз:

бұдан

Осы теңдеулердің оң жағы мен сол жағын қосып, табатынымыз:

бұдан

Бұл теңдеуді былай да жазуға болады:

мұндағы - температуралық айырым.

Жылу беруші коэффициент К жылу берудегі қарқынды үдемелілігін сипаттайды. Бұл шама, жылулық ағынының тығыздығының қабырғаға жылу жеткізуші аралығының температуралық айырымының қатынасына тең болады.

9. Бу турбиналары, циклдің ПӘК – ін арттыру тәсілдері.

Қазіргі электростанция — өте күрделі әрі көптеген қондырғылардан ( жылу, күш, электрлі, электронды, т.б. ), құрылысғимараттарынантұратын кешенді кәсіпорын. ЖЭС негізгі қондырғыларына қазандық және бу-турбинасы жатады.

Бу Турбинасы — будың потенциалдық энергиясын кинетикалық энергияға, одан кейін оны айналушы біліктің механикалық энергиясына түрлендіретін турбина. Бу Турбинасы — жылу электр стансасындағы (ЖЭС) электр генераторларын қозғалысқа келтіретін негізгі қозғалтқыш. Бу Турбинасы бу машинасына қарағанда анағұрлым ықшам, қолдануға ыңғайлы әрі тиімді және параметрі жоғары буды пайдалануға, таза конденсат алуға, сондай-ақ, электр энергиясын өндірумен қатар тұтынушыларға параметрлері әр түрлі бу беруге мүмкіндік береді.

Пайдалы қолданған жылу мен күтілген жылу қатынастарын қондырғының пайдалы әсерлі коэффициенті (п.ә.к.) деп атайды.

(3)

П.ә.к. күтілген жылу қаншалықты толығымен тиімді пайдаланатынын көрсетеді. Казіргі қазандық қондырғыларының п.ә.к. шамамен 88—92% құрайды. Ал төмен қуатты қазандықтарды ол төмендеу болады. П.ә.к. қазандық қондырғыларының өзіне жұмсалатын жылуды (насосқа, вентиляторларға, түтін сорғышқа, қатты отын ұсақтауға, үрлеуге т.б.) есепке алмайды. Сондықтан оны қазандық қондырғысының брутто п.ә.к. деп атайды. Ал барлық жылуларды есепке алған жағдайда, нетто п.ә.к. деп айтады.

10. Бу турбиналары, олардың түрлері, жұмыс істеу принциптері

11. Бу тубиналары туралы түсінік

Қазіргі электростанция — өте күрделі әрі көптеген қондырғылардан ( жылу, күш, электрлі, электронды, т.б. ), құрылысғимараттарынантұратын кешенді кәсіпорын. ЖЭС негізгі қондырғыларына қазандық және бу-турбинасы жатады.

Бу Турбинасы — будың потенциалдық энергиясын кинетикалық энергияға, одан кейін оны айналушы біліктің механикалық энергиясына түрлендіретін турбина. Бу Турбинасы — жылу электр стансасындағы (ЖЭС) электр генераторларын қозғалысқа келтіретін негізгі қозғалтқыш. Бу Турбинасы бу машинасына қарағанда анағұрлым ықшам, қолдануға ыңғайлы әрі тиімді және параметрі жоғары буды пайдалануға, таза конденсат алуға, сондай-ақ, электр энергиясын өндірумен қатар тұтынушыларға параметрлері әр түрлі бу беруге мүмкіндік береді.

Барлық дерлік Бу Турбиналары көп сатылы болып келеді. Бу Турбинасы активті турбина және реактивті турбина болып ажыратылады. Активті турбинада жылу энергиясының едәуір мөлшерін бір сатының көлемінде механикалық энергияға айналдыруға болады. Сондықтан мұнда турбина сатыларының саны аздау болып келеді де, ауқымы кішірек, ал таза реактивті турбинада сатылар саны көп болады да, нәтижесінде ол ауқымды (көлемді) болып келеді. Сондықтан экономикалық тұрғыдан алғанда өндірісте құрама турбиналар жиі қолданылады. Бұларда жоғары қысымда активті блок, ал төмен қысымда реактивті блок жұмыс істейді.

Бу Турбиналары орнықты (конденсациялық турбиналар, жылуландыру турбиналары, т.б.) және көліктік (кемелік) түрлерге бөлінеді. Конденсациялық Бу Турбинасында будың жұмыстық циклі конденсаторда (бу шықтандырғышта) аяқталады. Оның негізгі артықшылықтарының бірі — жеке бір қондырғыдан үлкен қуат (1200 МВт-қа дейін және одан да артық) алу мүмкіндігінің барлығы. Сондықтан барлық жылу және атом электр станцияларында электргенераторларының жетегі ретінде конденсациялық Бу Турбинасы қолданылады. Сонымен бірге оларды кемелердің негізгі қозғалтқыштары, ортадан тепкіш домналық ауа үрлеуіштердің, компрессорлардың және сораптардың, т.б. жетегі ретінде де пайдаланады. Жылуландыру Бу Турбинасынан параметрлері реттелінетін бу алынады немесе қарсы қысыммен жұмыс істейді (конденсаторы болмайды), ал оның турбинасының сатыларынан бұрып алынған бу жылуландыру мақсаттарына пайдаланылады.

12. Қазандықтардың жұмыс істеу принциптері

Қазіргі электростанция — өте күрделі әрі көптеген қондырғылардан ( жылу, күш, электрлі, электронды, т.б. ), құрылысғимараттарынантұратын кешенді кәсіпорын. ЖЭС негізгі қондырғыларына қазандық және бу-турбинасы жатады.

Қазандық белгілі қысымдағы бу немесе қысымды су ысытуға арналған. Парогенераторда ысытылған бу турбинаға жіберіліп, жылу энергиясы механикалық энергияға айналып, турбина валын айналдырады. Вал электр генераторымен байланысқан, мұнда механикалық энергия электр энергиясына айналады. Қорытылған бу турбинадан конденсаторға барып, суытылады, конденсат пайда болады. Конденсат насос арқылы деаэратор айдалады. Шығындалған бу мен су толықтырылады. Деаэратордан насос арқылы конденсат парогенера­тор барады да, қайта ысытылады.

Қазандықта отынның тиімді жағылуы екі факторға байланысты:

1) отынның толығымен жануы;

2) жанған өнімдердің суыну деңгейі.

Жанған отынның көпшілік жылуы энергия тасымалдауышқа беріледі, яғни су қайнау температурасына жетіп, буланып, бу қатты ысиды. Қалған жылу, шамамен 8—12%, ыстық бу алуға жұмсалмайды. Бу генераторының балансы пайдалы жылу мен жылу шығындарынан құралады. Тұрақталған режим жұмысында, бу генераторының жылу балансы келесі теңдеумен анықталады:

Q_p = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ + Q₆ (1)

Мұнда: Q_p — 1 кг қатты, сұйық отыннан немесе 1 м³ құрғақ газды отыннан алынатын жылу, ккал\кг или ккал\м³; Q₁ – пайдамен жанған отын, ккал\кг; Q₂ – шыққын газдармен пайдасыз кеткен жылу, ккал\кг; Q₃ – химиялық толығымен жанбаған отынның жоғалған жылуы, ккал\кг; Q₄ – механикалық толығымен жанбаған отынның жоғалған жылуы, ккал\кг; Q₅ – қазандық қондырғысының сыртқы суытуынан кеткен жылу, ккал\кг; Q₆ — шлакпен кеткен физикалық жылу, ккал\кг.

Егер 1 теңдеудегі барлық мүшелерін жанатын отынның күтілген жылу мөлшеріне Q_p бөліп, 100 көбейтсе, ал мүшелерін q арқылы индекспен белгілесек, пайызбен есептелген жылу балансы теңдеуін аламыз: q₁ + q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆ = 100%

13. Өндірістегі жылу беру жұмыстары

15.Жылу алмасу түрлері

Жылу тасымалдау процесі табиғатта кеңінен тараған. Жылуалмасу процесінсіз адамзаттың дамуы болмас еді. Яғни өркендеудің негізгі тіректерінің бірі осы құбылыс. Тіпті өте дәлдікпен қарағанда табиғаттағы құбылыстардың бәрі жылуалмасумен қатар жүреді. Жиі кездесетін процесті зерттеу үшін оны қарапайым құраушыларға жіктеген қолайлы. Бұл жерде біз жылуды тасымалдау механизмдерін айтамыз. Ол үш түрлі мезанизмді болады:

1. Жылуөткізгіштік

2. Конвективті жылуалмасу

3. Сәуле арқылы жылу тасымалдау немесе радиациялық жылуалмасу.

Біріншіден, жалпы жылу алмасу процесі болу үшін кеңістіктің екі нүктесінің, яғни екі бөлігінің арасында температура айырымы болуы қажет.

Екіншіден, жылу ағынының тығыздығымен сипаттайды. Анықтама бойынша жылу ағынының тығыздығы деп бірлік уақыт аралығында жылу ағынының бағытына перпендикуляр бірлік бет арқылы өткен жылу мөлшерін айтады.

, (1)

Осы заңдылықты кез-келген үш механизмге (жылуөткізгіштікке, конвективті жылуалмасуға және сәуле арқылы жылу тасымалдауға) де қолдануға болады.

14. Өндірістік жылуэнергетикасының құрылымы мен болжамдары.

Қазақстанда электр энергиясының 85% жылу электр станцияларында өндіріледі (ЖЭС). Олардың негізгі бөлігі болып котельді қондырғылар саналады, бұлар турбогенератор үшін бу шығарады. Келешекте егер қуатты гидроэлектростанциялар (ГЭС) мен атом электростанциялары (АЭС) толығырақ зерттеліп салынса, «отын электр энергиясы» үлесі азаюға тиіс, бірақ кем дегенде 80% құрамақ. Еліміздің отындық балансында райондық жылу электр станциялары 15% құрайды, ал өндірістік желіні есептегенде шамамен 25% құрайды. Одан үлкен отын көлемін: 35%, өндірістік орындар өндіріс жұмысы үшін пайдаланады. Ал қалған 40% әр түрлі транспорт пен коммуналді шаруашылыққа жұмсалады. Егер су мен теміржол транспортында, коммуналді шаруашылықта бу қуатты қондырғылар барын есептесек, мемлекетімізде өндірілетін отынның кем дегенде 55-60% түрлі пештерде жанып бітетіні мәлім.

Өндірістік энергетика ең күрделі энергетика комплексі болып табылады. Оның құрамына кәдімгі котельді қондырғылар, бу қуатты қондырғылармен қоса, арнайы ауа айдағыш және оттегі станциялары, әр түрлі өндірістік пештер, газификация аппараттары, кептіру және жылу алмасу қондырғылары, жылу және газ жүйелері, өндіріс орындарының көптеген электр құралдары кіреді.

Соңғы кезде келесі жаңа қондырғылар қолданылады:

· газ-турбиналы (ГТ);

· бу-газ-турбиналы (БГУ), қолданылған газ жылуы су ысытуға, төмен қысымды бу алуға қолданылады;

· магнитогидродинамикалық генераторлар (МГД-генераторы), жылу энергиясын - электр энергиясына айналдырады.

Дата добавления: 2015-10-24