Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Билет 4
Вопрос 1
Представление о тепловом потреблении и тепловой нагрузки электростанций
Выбор состава работающего оборудования и распределение электрических и тепловых нагрузок между электростанциями организации и отдельными агрегатами электростанций должны базироваться на принципах обеспечения надежного энергоснабжения
Внутренняя энергия, теплоемкость, энтальпия.
Энергия — мера способности тела или системы совершать работу; это общая количественная мера различных форм движения материи. Вследствие того, что по закону сохранения энергии все явления природы связаны воедино и любое изменение энергии свидетельствует только о ее превращении, меру этого превращения оценивают работой, Дж, совершаемой в единицу времени, т. е. мощностью. Мощность измеряется в ваттах (Вт); 1 Вт = 1 Дж/с.
Каждое вещество в любом из состояний рассматривают как термодинамическую систему, которая обладает запасом энергии, всегда присутствующей в веществе в скрытом виде. Она называется внутренней энергией системы (U) и представляет собой сумму кинетической энергии движения частиц вещества и их потенциальной энергии, обусловленной электростатическими силами притяжения и отталкивания между частицами и внутри них. Любые превращения вещества приводят к изменению внутренней энергии, определяемой разностью внутренних энергий вещества конечного и начального состояний: ΔU=Uконечн - Uнач. По определению теплота Q, подводимая к системе, расходуется на изменение внутренней энергии и на совершение работы, т.е. Q = ΔU + А. Таким образом, передача энергии системе или от системы может происходить только в форме теплоты и работы. Процесс передачи энергии в форме теплоты называют теплообменом.
Внутренняя энергия выражается в тех же единицах, что и работа, т.е. в джоулях:1 Дж =Н-м.
Для связи с другими, в том числе тепловыми, параметрами используют соотношения между джоулем и допускаемыми внесистемными единицами: 1 Дж= 0,102 кгс-м = 0,239 кал.
Теплоемкость — это термодинамический параметр процесса, определяющий интенсивность повышения (понижения) температуры вещества при подводе (отводе) теплоты. Теплоемкость тела равна количеству теплоты, необходимому для повышения температуры тела на 1 К, или 1 °С.
Удельная теплоемкость с равна количеству теплоты, необходимому для нагревания единицы массы вещества на 1 К, или 1 °С, т.е. удельная теплоемкость с измеряется в кДж/(кгК), или кДж/(кг • °С) (численно эти величины равны). Для газообразных веществ удельную теплоемкость вычисляют для единицы объема, с„ кДж/(м3°С).
В практических расчетах количество теплоты Q, необходимое для нагревания тела массой т от температуры t1, до температуры t2, рассчитывают по формуле: Q=cm(t2-t]).
Удельная теплоемкость некоторых веществ в сравнении с теплоемкостью воды, кДж/(кг • °С):
Чугун, сталь...0,470 Вода............4,190
Энтальпия является однозначной функцией состояния, характеризует энергетическое состояние вещества, его теплосодержание. Методов, позволяющих определять абсолютные значения энтальпии, в настоящее время не существует. Для характеристики процесса используют величины изменения энтальпии тела АН в результате конкретного процесса, численно равное энергии At/, связанной с данным состоянием тела. Для процессов, проводимых при постоянном давлении в открытых сосудах, когда внутреннее давление системы совпадает с внешним (атмосферным) АН = Q, т.е. изменение энтальпии системы равно количеству теплоты, поглощаемой системой. Так, например, для газообразного вещества при температуре tг, °С, и постоянном давлении газа р, Па, Q = АН = Нг - Нисх, т. е. Q = Нг, так как значения энтальпии Нисх исходных веществ при давлении 1 атм, или 0,1 МПа, и температуре 0 °С приняты равными нулю. Тогда, зная удельную теплоемкость газообразного вещества при постоянном давлении сг, кДж/(м3°С), и перепад температур Δtг, оС, в интервале после и до нагрева, получим значение энтальпии газообразного вещества, кДж/м3:Нг = cгΔtг.
Газовая турбина - это тепловой двигатель непрерывного действия, в лопаточном аппарате которого энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу. Состоит из компрессора, соединённого напрямую с турбиной, и камерой сгорания между ними. (Термин Газовая турбина может также относится к самому элементу турбина.)
Сжатый атмосферный воздух из компрессора поступает в камеру сгорания, где смешивается с топливом и происходит возгорание смеси. В результате сгорания возрастает температура, скорость и объём потока газа. Далее энергия горячего газа преобразуется в работу. При входе в сопловую часть турбины горячие газы расширяются, и их тепловая энергия преобразуется в кинетическую. Затем, в роторной части турбины, кинетическая энергия газов заставляет вращаться ротор турбины. Часть мощности турбины расходуется на работу компрессора, а оставшаяся часть является полезной выходной мощностью. Газотурбинный двигатель приводит во вращение находящийся с ним на одном валу высокоскоростной генератор. Работа, потребляемая этим агрегатом, является полезной работой ГТД. Энергия турбины используется в самолётах, поездах, кораблях и танках.