termo6.2.pdf

Zadania z Termodynamiki II

Zestaw II.6

1. W palenisku kotþa spalane jest G = 450 t/h paliwa o skþadzie: c = 0,65, h = 0,06, o = 0,05,

n = 0,04, w = 0,1, p = 0,1. Parametry pary produkowanej przez kocioþ wynoszĢ p 1 = 13 MPa,

T 1 = 833 K. OkreĻlię wydajnoĻę kotþa m p , jeŇeli temperatura wody zasilajĢcej kocioþ wynosi

T w = 353 K. SprawnoĻę energetyczna kotþa h k = 0,78.

Odp: m p = 848,93 kg/s = 3056,2 t/h .

2. Parametry pary wodnej na wylocie z kotþa , podczas realizacji obiegu C-R, wynoszĢ

p 1 = 13,5 MPa, T 1 = 813 K a na wlocie do turbiny p 2 = MPa, T 2 = 793 MPa. Ile wynosi

sprawnoĻę rurociĢgu jeŇeli ciĻnienie w skraplaczu p k = 5 kPa.

Odp: h r = 0,976.

3. JakĢ temperaturħ powinna mieę przegrzana para wodna o ciĻnieniu p 1 = 10 MPa na wlocie

do turbiny jeŇeli wiadomo, Ňe rozprħŇanie w turbinie przebiega izentropowo do ciĻnienia

p k = 4 kPa a stopieı suchoĻci pary opuszczajĢcej turbinħ x 2 nie moŇe przekraczaę 0,75.

Zadanie rozwiĢzaę posþugujĢc siħ wyþĢcznie tablicami.

Odp: T 1 733 K.

4. Przegrzana para wodna o parametrach poczĢtkowych p 1 = 2,6 MPa T 1 = 698 K ekspanduje

adiabatycznie nieodwracalnie w turbinie o mocy wewnħtrznej N i = 1200 kW. Parametry

wylotowe pary wynoszĢ p 2 = 20 kPa, x 2 = 0,95. Obliczyę sprawnoĻę wewnħtrznĢ turbiny h i

oraz strumieı masy pary przepþywajĢcej przez turbinħ.

Odp: h i = 0,83, m p = 1,496 kg/ s.

5. Do turbiny dopþywa strumieı masy pary przegrzanej m p = 3 t/h o ciĻnieniu p 1 = 1,2 MPa.

Po izentropowym rozprħŇeniu w turbinie do ciĻnienia p 2 = 6 kPa para pþynie do skraplacza.

Kondensat opuszczajĢcy skraplacz ma temperaturħ T 3 = 303 K. Strumieı masy wody

chþodzĢcej skraplacz m w = 40 kg/s, zaĻ temperatura wody chþodzĢcej na dopþywie do

skraplacza wynosi T w1 = 288 K na wypþywie T w2 = 298 K. Obliczyę moc wewnħtrznĢ turbiny.

Odp: N i = 714 kW.

6. Kocioþ produkuje parħ wodnĢ o parametrach p 1 = 10 MPa i T 1 = 773 K. WydajnoĻę kotþa

wynosi m p = 100 t/h. CiĻnienie w skraplaczu p k = 10 kPa. Obliczyę: a) sprawnoĻę obiegu

Clausiusa-Rankinea, b) zwiħkszenie tej sprawnoĻci po obniŇeniu ciĻnienia w skraplaczu do

p k = 5 kPa.

Odp: a) h CR = 40,37 %, b) D h CR = 1,75 %.

7. Siþownia parowa pracuje wedþug obiegu Clausiusa-Rankinea. Parametry pary przed turbinĢ

wynoszĢ p 1 = 9 MPa, T 1 = 808 K.CiĻnienie w skraplaczu p k = 4 kPa. Obliczyę moc

wewnħtrznĢ turbiny N it , jeŇeli jej sprawnoĻę wewnħtrzna h it = 0,75 oraz moc teoretycznĢ

niezbħdnĢ do napħdu pompy N p gdy sprawnoĻę wewnħtrzna pompy h ip = 0,9. Jaka jest

sprawnoĻę obiegu h CR z uwzglħdnieniem i bez uwzglħdnienia mocy potrzebnej do napħdu

pompy h CR . PrzyjĢę strumieı masy pary m p = 5 kg/s. Obliczyę rwnieŇ przyrost entalpii

wþaĻciwej w pompie Di p .

Odp: N it = 5362,5 kW, N ip = 50,2 kW, Di p = 10,04 kJ/kg, h CR = 0,426, h CR = 0,425.

8. Siþownia parowa pracuje z przegrzewem miħdzystopniowym pary. Do turbiny dopþywa

para przegrzana o parametrach p 1 = 17 MPa, T 1 = 823 K. Po izentropowym rozprħŇeniu do

temperatury T 2 = 623 K w czħĻci wysokoprħŇnej turbiny, para pþynie do przegrzewacza

miħdzystopniowego, w ktrym jej temperatura wzrasta do T 3 = 793 K. Dalsze rozprħŇanie

pary w niskoprħŇnej czħĻci turbiny przebiega do ciĻnienia p k = 4 kPa.

Obliczyę: a) sprawnoĻę obiegu z przegrzewem miħdzystopniowym h pm , b) wzrost sprawnoĻci

obiegu Dh w wyniku zastosowania wtrnego przegrzewu pary, c) stopieı suchoĻci pary na

wylocie z turbiny x 2s i jego wzrost w wyniku zastosowania wtrnego przegrzewu pary.

Odp: a) h pm = 0,462, b) Dh = 0,014, c) x 2s = 0,82, Dx 2s = 0,07.

9. Kocioþ wytwarza m p = 360 t/h pary wodnej o parametrach p 1 = 11 MPa oraz T 1 = 773 K,

ktra ekspanduje adiabatycznie nieodwracalnie do ciĻnienia p 2 = 3 MPa w czħĻci

wysokoprħŇnej turbiny, ktrej sprawnoĻę wewnħtrzna h iw = 0,8. Nastħpnie para jest wtrnie

przegrzewana izobarycznie do temperatury T 3 = T 1 = 773 K, po czym ekspanduje

adiabatycznie nieodwracalnie w czħĻci niskoprħŇnej turbiny do ciĻnienia p k = 4 kPa.

SprawnoĻę wewnħtrzna h in = 0,85. Obliczenia wykonaę jak w zadaniu , ponadto wyznaczyę

moc turbiny N i .

Odp: a) h = 0,381, b) Dh = 0,012 = 1,2 % , c) x 2 = 0,925, Dx 2 = 0,082, d) N i = 137,8 kW.

10. Przegrzana para wodna o parametrach p 1 = 16 MPa, T 1 = 803 K ekspanduje izentropowo

w turbinie do ciĻnienia p 3 = 4 kPa. Woda zasilajĢca kocioþ podgrzewana jest w

mieszankowym podgrzewaczu regeneracyjnym do temperatury T 5 = 413 K za pomocĢ pary

pobieranej z upustu, po czym wtþaczana jest do kotþa. CiĻnienie pary upustowej wynosi

p 2 = 500 kPa. Obliczyę sprawnoĻę obiegu z regeneracjĢ ciepþa h r oraz wzrost sprawnoĻci

obiegu Dh w wyniku zastosowania regeneracyjnego podgrzewania wody.

Odp: h r = 0,477, Dh = h r - h CR = 0,034, Dh/h r = 7,1 %.

11. W siþowni parowej realizowany jest obieg z regeneracyjnym podgrzewaniem wody.

Schemat ukþadu przedstawiono na rysunku. Wyznaczyę sprawnoĻę obiegu h r oraz wzglħdne

wartoĻci strumieni pary pobieranej z upustw g1 i g2 majĢc nastħpujĢce dane: p 1 = 15 MPa,

T 1 = 838 K, p 2 = 5 MPa, p 3 = 0,4 MPa, p 4 = 5 kPa. PrzyjĢę, Ňe stan koıcowy pary z upustw

znajduje siħ na linii x = 0 a ekspansja w turbinie jest izentropowa. Jak duŇy jest wzrost

sprawnoĻci Dh w porwnaniu z obiegiem Clausiusa - Rankinea ?

Odp: h r = 0,49, h CR = 0,44, Dh= 0,05 = 5 %, g 1 = 0,216, g 2 = 0,1484.

12. Do turbiny parowej o mocy Ni = 25 MW dopþywa przegrzana para wodna o ciĻnieniu

p 1 = 9 MPa i temperaturze T 1 = 753 K, gdzie ekspanduje izentropowo do ciĻnienia

p 4 = 4kPa.W celu podgrzania wody zasilajĢcej kocioþ zastosowano dwa mieszankowe

podgrzewacze regeneracyjne, w ktrych woda podgrzewa siħ do temperatury nasycenia dla

ciĻnieı panujĢcych w podgrzewaczach. Do podgrzewacza wysokoprħŇnego dopþywa para

upustowa o ciĻnieniu p 2 = 1 MPa, zaĻ do podgrzewacza niskoprħŇnego doprowadzana jest

para upustowa o ciĻnieniu p 3 = 0,12 MPa. Obliczyę: a) sprawnoĻę obiegu z regeneracjĢ ciepþa

hr, b) wzrost sprawnoĻci Dh w porwnaniu z obiegiem C-R, c) strumieı masy pary m 1 i m 2

pobieranej z upustw turbiny .

Odp: a) h r = 0,46, b) Dh = 0,036, c) m 1 = 9,1 t/h, m 2 = 10,5 t/h.

13. Do turbiny dopþywa przegrzana para wodna o ciĻnieniu p 1 = 6 MPa i temperaturze

T 1 = 723 K, w ktrej ekspanduje adiabatycznie nieodwracalnie do ciĻnienia p 3 = 0,12 MPa

/ sprawnoĻę wewnħtrzna obu stopni turbiny h i = 0,86 /. Przy ciĻnieniy p 2 = 0,6 MPa czħĻę

pary pobierana jest do celw technologicznych zakþadu. Ciepþo skraplania pary Q g

odprowadzone w kondensatorze wykorzystuje siħ do celw grzewczych. Temperatura

powracajĢcego kondensatu wynosi odpowiednio T 5 = 323 K , T 4 = 303 K. Zapotrzebowanie

ciepþa na cele technologiczne wynosi Q t = 14,1 MW, na cele grzewcze Q g = 37,7 MW.

Obliczyc moc teoretycznĢ turbiny.

Odp: N = 13,68 MW.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: