Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1 Wykład 14 Cykl Rankinea dla siłowni parowej Cykl Carnota z parą wodną; przypomnienie i porównanie z cyklem Rankinea Cykl Rankinea z parą przegrzaną Porównanie.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1 Wykład 14 Cykl Rankinea dla siłowni parowej Cykl Carnota z parą wodną; przypomnienie i porównanie z cyklem Rankinea Cykl Rankinea z parą przegrzaną Porównanie."— Zapis prezentacji:

1 1 Wykład 14 Cykl Rankinea dla siłowni parowej Cykl Carnota z parą wodną; przypomnienie i porównanie z cyklem Rankinea Cykl Rankinea z parą przegrzaną Porównanie cyklów Rankinea z cyklem Carnota Cykl Rankinea z przegrzewaniem międzystopniowym Optymalizacja parametrów w cyklu Rankinea

2 2 Cykl Rankinea dla siłowni parowej Siłownia parowa pracująca w cyklu Rankinea kocioł, turbina, skraplacz, pompa d e: chłodna ciecz o temperaturze początkowej T 1 i ciśnieniu p 1 jest wtłaczana do kotła przez pompę osiągając ciśnienie p 2. Objętość cieczy nieznacznie maleje, temperatura trochę rośnie; przemiana adiabatyczna e a: odwracalne grzanie wody przy stałym ciśnieniu w kotle do temperatury T 2 ; przemiana izobaryczna a b: grzanie przy stałej temperaturze T 2 i stałym ciśnieniu p 2 ; przejście od cieczy do pary; przemiana izobaryczna i izotermiczna. b c: rozprężanie w turbinie, stopień suchości pary spada z wartości 1 do niższej wartości X c < 1, przemiana adiabatyczna c d: rozprężona mieszanina pary i cieczy ulega skropleniu w skraplaczu w temp. T 1 ©Moran and Shapiro, Fundamentals of Engineering Thermodynamics

3 3 Diagram p – v dla siłowni parowej pracującej w cyklu Rankinea kocioł, turbina, skraplacz, pompa d e: chłodna ciecz o temperaturze początkowej T 1 i ciśnieniu p 1 jest wtłaczana do kotła przez pompę osiągając ciśnienie p 2. Objętość cieczy nieznacznie maleje, temperatura trochę rośnie; przemiana adiabatyczna e a: odwracalne grzanie wody przy stałym ciśnieniu w kotle do temperatury T 2 ; przemiana izobaryczna a b: grzanie przy stałej temperaturze T 2 i stałym ciśnieniu p 2 ; przejście od cieczy do pary; przemiana izobaryczna i izotermiczna. b c: rozprężanie w turbinie, stopień suchości pary spada z wartości 1 do niższej wartości X c < 1; przemiana adiabatyczna c d: rozprężona mieszanina pary i cieczy ulega skropleniu w skraplaczu w temp. T 1 ; przemiana izobaryczna i izotermiczna ©E. M. Greitzer, Z. S. Spakovszky, I. A. Waitz propulsion/notes/notes.html

4 4 Diagram T – s dla siłowni parowej pracującej w cyklu Rankinea d e: adiabatyczne sprężanie wody e a: izobaryczne grzanie wody do T 2 a b: wytwarzanie pary (T 2 i p 2 ) b c: adiabatyczne rozprężanie pary c d: skroplenie pary w temperaturze T 1 Wprowadzamy temperatury średnie: ©E. M. Greitzer, Z. S. Spakovszky, I. A. Waitz propulsion/notes/notes.html Sprawność termiczna cyklu Rankinea: Ponieważ T sr1 = T 1 i s b – s e = s c – s d mamy: Ponieważ T sr2 < T 2 sprawność niższa niż dla cyklu Carnota

5 5 Przemiany izotermiczne; linie horyzontalne Przemiany adiabatyczne; linie pionowe (ΔS = 0) Powierzchnia pod krzywą; ciepło pobrane lub oddane. Sprawność wyniesie: ©E. M. Greitzer, Z. S. Spakovszky, I. A. Waitz propulsion/notes/notes.html Z I i II zasady: Dla odwracalnej przemiany izobarycznej (para + ciecz): Linie proste o stałym nachyleniu równym T. Cykl Carnota z parą wodną; przypomnienie i porównanie z cyklem Rankinea

6 6 ©E. M. Greitzer, Z. S. Spakovszky, I. A. Waitz propulsion/notes/notes.html Diagram h – s dla siłowni parowej pracującej w cyklu Rankinea d e: adiabatyczne sprężanie wody e a: izobaryczne grzanie wody do T 2 a b: wytwarzanie pary (T 2 i p 2 ) b c: adiabatyczne rozprężanie pary c d: skroplenie pary w temperaturze T 1 Nieodwracalność reprezentuje linia b – c; wyższa entropia. Stąd wyższa entalpia i niższa praca wykonana przez turbinę Sprawność cyklu Rankinea: jest niższa od sprawności cyklu Carnota dla danych temperatur T 1 i T 2 ale cykl Rankinea jest łatwiejszy w praktycznej realizacji i jest szeroko stosowany do produkcji energii elektrycznej i ciepła na dużą skalę (elektrownie i elektrociepłownie) TRUDNOŚCI Z POMPOWANIEM MIESZANINY CIECZY I PARY

7 7 Można podnieść wydajność cyklu Rankinea stosując różne metody. 1.Obniżenie temperatury T 1 ze 100°C do 30°C. Praca w podciśnieniu (ok. 5·10 3 Pa), znaczny wzrost sprawności, możliwość wykorzystania ciepła, elektrociepłownie. 2.Podwyższenie temperatury T sr2 ; cykl Rankinea z parą przegrzaną Cykl Rankinea z parą przegrzaną ©E. M. Greitzer, Z. S. Spakovszky, I. A. Waitz propulsion/notes/notes.html Podgrzewanie pary jest kontynuowane poza punkt c nasycenia pary; para przegrzana: 1. Wzrost temperatury T sr2 (T 3 ); rośnie sprawność 2. Rośnie stopień suchości pary po rozprężeniu w turbinie; redukcja negatywnego wpływu cieczy na turbinę. Ponieważ: wzrośnie.

8 8 Diagram T – s dla cyklu Rankinea z przegrzewaniem pary Wzrost ciepła q 2, co prawda kosztem wzrostu q 1 Diagram h – s dla cyklu Rankinea z przegrzewaniem pary Wzrost pracy turbiny h d – h e Przegrzewanie pary zwiększa pracę turbiny, podwyższa średnią temperaturę grzania T sr2, zwiększa sprawność cyklu i obniża ilość cieczy w rozprężonej parze. ©E. M. Greitzer, Z. S. Spakovszky, I. A. Waitz propulsion/notes/notes.html

9 9 Porównanie cyklów Rankinea z cyklem Carnota ©E. M. Greitzer, Z. S. Spakovszky, I. A. Waitz propulsion/notes/notes.html Porównanie cyklów Rankinea z cyklem Carnota Pole pod krzywą jest równe ciepłu pobranemu lub oddanemu przez czynnik

10 10 Cykl Rankinea z przegrzewaniem międzystopniowym Podgrzanie pary pomiędzy pierwszym i drugim stopniem turbiny w kotle. Główna zaleta; obniżenie zawartości wody w rozprężonej parze. ©E. M. Greitzer, Z. S. Spakovszky, I. A. Waitz propulsion/notes/notes.html

11 11 Optymalizacja parametrów w cyklu Rankinea ©E. M. Greitzer, Z. S. Spakovszky, I. A. Waitz propulsion/notes/notes.html Obniżenie ciśnienia p 4 (do p 4 ) i temperatury T 1 (do T 1 ) Cykl pierwotny 1 – 2 – 3 – 4 – 1 Cykl zmodyfikowany 1 – 2 – 3 – 4 – 1 Wada: obniżenie temperatury T sr2 Zalety: zwiększenie pracy w cyklu, obniżenie temperatury T 1 pomimo ujemnego wpływu na T sr2 powoduje wzrost sprawności

12 12 Optymalizacja parametrów w cyklu Rankinea ©E. M. Greitzer, Z. S. Spakovszky, I. A. Waitz propulsion/notes/notes.html Podwyższenie ciśnienia (temperatury) w kotle z zachowaniem tej samej temperatury maksymalnej Pierwotny cykl: 1 – 2 – 3 – 4 – 1 Zmodyfikowany cykl: 1 – 2 – 3 – 4 – 1 Minus: wzrost wilgotności rozprężonej pary Plus: wzrost sprawności cyklu


Pobierz ppt "1 Wykład 14 Cykl Rankinea dla siłowni parowej Cykl Carnota z parą wodną; przypomnienie i porównanie z cyklem Rankinea Cykl Rankinea z parą przegrzaną Porównanie."

Podobne prezentacje


Reklamy Google