Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Процесс 4 – 1.

Техническая термодинамика и теплопередача | ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ | Введение. РАЗДЕЛ 1. Техническая термодинамика. | РАЗДЕЛ 2. Теплопередача. | Требования к выполнению контрольной работы | Истинная мольная теплоемкоасть различных газов |


Читайте также:
  1. E. Отождествление с растениями и ботаническими процессами
  2. G. Переживание неодушевленной материи и неорганических процессов
  3. G. Переживание неолушевленной материи и неорганических процессов
  4. I. ГЛОБАЛЬНЫЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС КАК ЧАСТНЫЙ ПРОЦЕСС В ГЛОБАЛЬНОМ ЭВОЛЮЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ БИОСФЕРЫ
  5. II. ГЛОБАЛЬНЫЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
  6. IV. УПРАВЛЕНИЕ В ГЛОБАЛЬНОМ ИСТОРИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ
  7. IV. Участники образовательного процесса

R = 287 - газовая постоянная для сухого воздуха; m в=28.966 - масса одного киломоля воздуха.

 

3.2.3. Расчёт энергетических показателей цикла Брайтона без регенерации тепла:

а) - удельная работа сжатия, Дж/кг;

б) - удельная работа расширения, Дж/кг;

в) - работа цикла (свободная энергия на выходе из тепловой машины), Дж/кг;:

г) - количество тепла, подведенное к 1 кг рабочего тела в цикле, Дж/кг;

д) - количество тепла, отводимое от рабочего тела в окружающую среду, Дж/кг;

е) - полезно использованное тепло в цикле, Дж/кг.

 

3.2.4. Совершенство термодинамического цикла Брайтона без регенерации тепла:

а) - термический КПД цикла Брайтона;

б) - термический КПД цикла Карно. Цикл Карно, состоящий из двух адиабатных и двух изотермических процессов (рис.2) и совершаемый в диапазоне температур Т 1Т 3, является базовым для любого термодинамического цикла;

в) - совершенство заданного термодинамического цикла Брайтона.

 


 

Рис.2. Цикл Карно в p,v координатах

«1 – 2» - адиабатический процесс сжатия;

«2 – 3» - изотермический процесс расширения – подвод теплоты к рабочему телу q1;

« 3 – 4» - адиабатический процесс расширения;

«4 – 1» - изотермический процесс сжатия – отвод теплоты от рабочего тела q2.

3.2.5. Расчёт параметров состояния рабочего тела на входе и выходе из теплообменного аппарата:

а) холодный теплоноситель:

Вход (точка 2): р2=pр1; ; ; ;

Выход (точка 2та):

 

б) горячий теплоноситель

Вход (точка 4): ; ;

Выход (точка 4та):

Рис.3. Цикл Брайтона с регенерацией тепла.

 

3.2.6. Количество теплоты, полученное холодным теплоносителем в теплообменном аппарате:

.

3.2.7. Экономия топлива (в процентах) при использовании регенерации тепла составляет:

.

3.2.8. Совершенство термодинамического цикла Брайтона с регенерацией тепла:

а) ; б) ;

 

в) г) .

3.2.9. Оценка возможности использования регенерации тепла в цикле Брайтона

а) Определяется максимальное значение степени повышения давления из условия (Т 4³ Т 2): .

б) Задаваясь двумя-тремя значениями p в диапазоне от pзаддоp тах, производится расчёт цикла Брайтона с регенерацией тепла для построения графика . На графике находим значение pопт при экономии топлива не менее 10…15 %.

 

 

3.3. Порядок выполнения второй части курсовой работы

Исходными данными для решения задачи являются:

1. Параметры состояния на входе в теплообменный аппарат холодного

(Т 2, р 2, v 2, r2) и горячего (Т 4, р 4, v 4, r4) теплоносителей.

2. Параметры состояния на выходе из теплообменного аппарата холодного (Т 2та, р 2та, v 2та, r2та) и горячего (Т 4та, р 4та, v 4та, r4та) теплоносителей.

Значения всех параметров состояния берутся из первой части контрольной работы при расчете цикла Брайтона с регенерацией тепла при оптимальном значении pопт.

3. Массовый расход холодного и горячего теплоносителей G хол= G гор, кг/с.

4. Форма канала – равносторонний треугольник со стороной l 1 для холодного теплоносителя и l2 для горячего теплоносителя.

5. Скорость течения холодного с 1 и горячего с 2 теплоносителей, м/с.

Значения исходных данных, перечисленных в п.3,4,5, берутся из табл. 3.

3.3.1. При расчете цикла Брайтона с заданной степенью регенерации sр становятся известными параметры состояния холодного (точка «2» или точка «к» и точка «2та» или точка «кта») и горячего (точка «4» или точка «т» и точка «4та» или точка «тта») теплоносителей на входе и выходе из теплообменного аппарата.

3.3.2. Далее рассчитываются:

а) определяющая температура для горячего (Т оп1) и холодного (Т оп2) теплоносителей (для расчёта критериев подобия):

Т оп1=0,5(Т 4+ Т 4 та), Т оп2=0,5(Т 2+ Т 2 та);

б) плотность горячего и холодного теплоносителей при данных температурах из уравнения состояния

;

в) площадь проходного сечения потока для теплоносителей из уравнения расхода

где G – массовый расход холодного и горячего теплоносителей, кг/с;

с 1 – средняя скорость движения холодного теплоносителя по каналам теплообменного аппарата, м/с;

с 2 – средняя скорость движения горячего теплоносителя по каналам теплообменного аппарата, м/с;

г) необходимое количество каналов для теплоносителей

где F кан1, F кан2 – соответствующие площади поперечного сечения каналов. Для равностороннего треугольника со стороной L 1 или L 2 имеем:

;

д) по значению температуры Т оп1 (или Т оп2) с помощью табл. 5 находятся коэффициенты теплопроводности l1 (или l2) и динамической вязкости m1 (или m2) теплоносителей методом линейной интерполяции;

е) эквивалентный гидравлический диаметр канала для горячего и холодного теплоносителей:

где Пкан1, Пкан2 – соответствующие периметры каналов;

ж) число Рейнольдса ;

Таблица 3

Вариант G, кг/с L1, мм L2, мм C1, м/с C2, м/с
01, 99   2,0 2,0    
02, 98   2,5 2,5    
03, 97   3,0 3,0    
04, 96   3,5 3,5    
05, 95   4,0 4,0    
06, 94   5,0 5,0    
07, 93   2,0 2,0    
08, 92   2,5 2,5    
09, 91   3,0 3,0    
10, 90   3,5 3,5    
11, 89   4,0 4,0    
12, 88   5,0 5,0    
13. 87   2,0 2,0    
14, 86   2,5 2,5    
15, 85   3,0 3,0    
16, 84   3,5 3,5    
17, 83   4,0 4,0    
18, 82   5,0 5,0    
19, 81   2,0 2,0    
20, 80   2,5 2,5    
21, 79   3,0 3,0    
22, 78   3,5 3,5    
23, 77   4,0 4,0    
24, 76   5,0 5,0    
25, 75   2,0 2,0    
26, 74   2,5 2,5    
27, 73   3,0 3,0    
28, 72   3,5 3,5    
29, 71   4,0 4,0    
30, 70   5,0 5,0    
31, 69   2,0 2,0    
32, 68   2,5 2,5    
33, 67   3,0 3,0    
34, 66   3,5 3,5    
35, 65   4,0 4,0    
36, 64   5,0 5,0    
37, 63   2,0 2,0    
38, 62   2,5 2,5    
39, 61   3,0 3,0    
40, 60   3,5 3,5    
41, 59   4,0 4,0    
42, 58   5,0 5,0    
43, 57   2,0 2,0    
44, 56   2,5 2,5    
45, 55   3,0 3,0    
46, 54   3,5 3,5    
47, 53   4,0 4,0    
48, 52   5,0 5,0    
49, 51   2,0 2,0    
50, 00   2,5 2,5    

 

з) число Нуссельта из критериальных уравнений в зависимости от характера движения теплоносителей:

Re £2000 – ламинарный,

2000< Re £104 – переходный,

Re >104 – турбулентный,

и) коэффициенты теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке канала (a1) и от стенки к холодному теплоносителю (a2):

;

к) коэффициент теплопередачи:

;

л) количество теплоты, переданное воздуху в теплообменном аппарате:

;

м) средний температурный напор в теплообменном аппарате, работающем по схеме противотока, определяется формулой:

;

н) потребная площадь теплообмена:

;

о) потребная длина каналов для теплоносителей

;

п) ширина теплообменного аппарата

;

р) принимая ширину теплообменного аппарата равной В =0.5…0.6 м, находим потребное количество рядов каналов для теплоносителей

с) высота теплообменного аппарата

.

3.3.3. Определяются потери полного давления по газовой и воздушной сторонам теплообменного аппарата:

а) при ламинарном движении теплоносителя

где x - коэффициент сопротивления трения находится по формуле:

б) при турбулентном движении теплоносителя

где x - коэффициент сопротивления трения находится по формуле: .

Коэффициент А зависит от формы сечения; численные значения А приведены в табл. 4.

 

Таблица 4


Дата добавления: 2015-10-28; просмотров: 57 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Требования к выполнению курсовой работы| Значения эквивалентного диаметра и коэффициентаА

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.015 сек.)