termo6.2, szkoły, pwr
[ Pobierz całość w formacie 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.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]