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
Задача 1.1)
Отведенная теплота ?
(процесс без теплообмена)
Работа на сжатие в изотермическом процессе минимальна, а в адиабатном максимальна.
Задача 1.2
a-1: 1й Такт. Впуск. клапан впуска открывается, воздух поступает в цилиндр и клапан сразу закрывается.
1-2 адиабатное сжатие: 2й Такт. Сжатие. поршень, дойдя до вмт (верхняя мертвая точка далее), сжимает воздух в 20 раз, после чего в горячей среде распыляется топливо через форсунку.
2-3 – изобарный подвод теплоты, (объем возрастает при постоянном давлении)
3-4 – адиабатное расширение: 3й Такт. Расширение. После распыления топлива в горячем воздухе, оно сгорает, двигая поршень вниз.
4-1 – изохорный отвод теплоты
1-а: 4й Такт. Выпуск и продувка. Поршень идёт вверх, клапан выпуска открывается, происходит выпуск и продувка, дойдя до вмт, клапаны закрываются.
2. ДВС классифицируют:
а) По назначению — делятся на транспортные, стационарные и специальные.
б) По роду применяемого топлива — легкие жидкие (бензин, газ), тяжелые жидкие (дизельное топливо, судовые мазуты).
в) По способу образования горючей смеси — внешнее (карбюратор, инжектор) и внутреннее (в цилиндре ДВС).
г) По способу воспламенения (с принудительным зажиганием, с воспламенением от сжатия, калоризаторные).
д) По расположению цилиндров разделяют рядные, вертикальные, оппозитные с одним и с двумя коленвалами, V-образные с верхним и нижним расположением коленвала, VR-образные и W-образные, однорядные и двухрядные звездообразные, Н-образные, двухрядные с параллельными коленвалами, "двойной веер", ромбовидные, трехлучевые и некоторые другие.
3. Отведенное тепло в цикле
Подведенное тепло в цикле
5. Основные характеристики циклов ДВС
Степень сжатия Е-отношение удельных объемов в начале и конце сжатия
Степень повышения давления - отношение давлений в начале и в конце изохорного подвода теплоты
Степень предварительного расширения (изобарного расширения)- отношение удельного объема рабочего тела в начале и в конце изобарного подвода теплоты (нет в цикле отто)
Верхний предел ε ограничивается в дизелях быстрым увеличением давления. Применяют значения ε = 14~25. Увеличение ρ отрицательно влияет на повышение эффективности цикла. По мере совершенствования процессов смесеобразования и горения ρ уменьшается.
6. Полезная работа.
7. Затраченная работа.
8. Термический КПД цикла:
Задача 1.3
1.1Основное оборудование ГТУ.Газотурбинная установка (ГТУ) - тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины. Основой ГТУ является газогенератор, служащий источником сжатых горячих продуктов сгорания для привода силовой турбины. Газогенератор состоит из компрессора, камеры сгорания и турбины привода компрессора. Камера сгорания
1.2принцип действия ГТУ.Газотурбинные установки — ГТУ — принцип работы
В газотурбинных установках — ГТУ многоступенчатый компрессор сжимает атмосферный воздух, и подает его под высоким давлением в камеру сгорания. В камеру сгорания газотурбинных установок — ГТУ подается и определенное количество топлива. При столкновении на высокой скорости топливо и воздух воспламеняются. Топливовоздушная смесь сгорает, выделяя большое количество энергии. Затем, энергия газообразных продуктов сгорания преобразуется в механическую работу за счёт вращения струями раскаленного газа лопаток турбины.
Некоторая часть полученной энергии расходуется на сжатие воздуха в компрессоре. Остальная часть работы передаётся на электрический генератор. Работа, потребляемая этим агрегатом, является полезной работой ГТУ. Отработавшие газы направляются в утилизатор для получения тепловой энергии. Газотурбинные двигатели имеют самую большую удельную мощность среди ДВС, до 6 кВт/кг.В качестве топлива могут использоваться любое горючее: керосин, дизельное топливо, газ.
1.3.что показывает величина β? величина β показывает степень повышения давления
1.4. Термический КПД ГТУ.В современных ГТУ степень повышения давления обычно достигает значения 15, тогда из формул при показателе адиабаты воздуха k = 1,4 термический КПД ГТУ будет равен ηt = 0,54, что является довольно высоким показателем.
1.5. Эффективный КПД ГТУ
Где -эффективная мощность на муфте привода, кВт;
массовый расход ТГ, кг/с, измеряется согласно ГОСТ 20440;
фактическая массовая низшая теплота сгорания природного газа, кДж/кг; используются данные хим. лаборатории.
Задача 1.4
1) Почему при расчете КПД ПТУ работой насоса можно пренебречь?
Т.к работа пара в турбине намного больше работы сжатия воды в насосе
2)Где в цикле Ренкина затрачивается работа?
В процессе –адиабатное сжатие воды в насосе затрачиваемая работа в цикле Ренкина
3)Как определяется подведенное тело в цикле Ренкина? Подведенное тепло
4) Как определяется отведенное тело в цикле Ренкина? Отведенное тепло
5)В каком оборудовании ТПУ происходит процесс нагревания воды до состояния кипения? В подогревателе
6) Затраченная работа в цикле Ренкина? -работа насоса
7)Термический КПД
8) Принцип действия ПТУ?
В паровом котле вода превращается в перегретый пар, который по паропроводу поступает в турбину, где происходит его адиабатное расширение с совершением технической работы т.е вращение ротора электрического генератора. Затем пар поступает в конденсатор, где охлаждается циркулирующей водой в результате чего превращается в жидкость, которая с помощью насоса попадает в паровой котел. Затем процесс повторяется.
9)Расчет работы в турбине и в насосе?
Задача 2.1
1)Суть метода приближения
Для определения коэффициентов теплопередачи от воды к внутренней стенке трубы и от наружной к воздуху нам нужно знать температуру внутренней стенки трубы . Но нам известно только на входе и на выходе. Мы берем объем = = и проводим необходимые вычисления, по результатам вычислений(первое приближение) находим и более соответствующие действительности.
По полученным и вычисляем еще раз (второе приближение). Если и
Первого и второго приближения полученные в итоге равны, то полученные во втором приближении данные соответствуют действительности.
2) Режимы движения жидкости Ламинарное движение-движение упорядоченное, спокойно, без пульсаций. Re<2300 (число Рейнольдса)
Турбулентный режим- беспорядочное, хаотичное, вихревое движение Re>
Переходный режим-движение при возникновении пульсаций и вихрей2300<Re<
3) Критерии подобия
Подобные явления- такие физические явления, которые одинаковы качественно по форме и содержанию, т.е имеют одну физическую природу, развиваются под действием одинаковых сил и описываются одинаковыми по форме дифференцируемыми уравнениями.
Критерий Нюссельта, характеризует конвективный теплообмен между поверхностью стенки и жидкостью(газом)
Критерий Рейнольдса- характеризует соотношение сил инерции и вязкости и определяет характер течения жидкости(газа)
Критерий Грастгофа- характеризует подъемную силу, возникающую в жидкости (газе) вследствие разности плотностейGr=
Критерий Прандтля- характеризует физические свойства жидкости (газа)
Критерий Пекле- характеризует соотношение молекулярного и конвективного переносов теплоты
4) Виды процессов теплообмена
Всего существует три простых (элементарных) вида передачи тепла: Теплопроводность. Конвекция. Тепловое излучение
Теплово́е излуче́ние или лучеиспускание — передача энергии от одних тел к другим в виде электромагнитных волн за счёт их тепловой энергии. Отличительной особенностью лучистого теплообмена является то, что он может осуществляться между телами, находящимися не только в какой-либо среде, но и вакууме.
Теплопрово́дность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам), осуществляемый хаотически движущимися частицами тела ( атомами, молекулами, электронами и т.п.).
Конве́кция (от лат. convectiō — «перенесение») — явление переноса теплоты в жидкостях или газах, или сыпучих средах потоками вещества.
= =
6) Виды конвекции. Свободна конвекция- теплообмен при самопроизвольном движении жидкости (газа) в поле тяжести, обусловленной разностью плотностей ее горячих и холодных слоев.
Вынужденная конвекция-теплообмен при движении, создаваемом вследствие разности давлений, которые создаются насосом, вентиляторами и другими устройствами
Задача 2.2.
1)Схемы движения жидкостей в теплообменном аппарате
Прямоток - направления движения горячего и холодного носителя совпадает
противоток- горячий и холодный носители движутся навстречу друг другу.
2) Регенеративный теплообменный аппарат
теплообменный аппарат-устройство для передачи теплоты от одних тел к другим.
Регенеративный – горячий теплоноситель отдает свою теплоту устройству, которое периодически отдает тепло второй жидкости- холодному теплоносителю, т.е. одна и та же поверхность нагрева становится то горячей, то холодной жидкостью.
3) Рекуперативный теплообменный аппарат - теплота от горячей к холодной жидкости передается через разделительную стенку, при этом обе среды движутся одновременно.
4) Расчет среднего температурного напора
прямоток
Противоток
5) Перекрестный ток- горячий теплоноситель движется перпендикулярно движению холодного теплоносителя.
6) Какое максимальное значение (в пределе) сможет принять температура холодного теплоносителя на выходе из подогревателя при противоточной схеме, почему?
температура холодного теплоносителя на выходе из подогревателя при противоточной схеме может достигать значений не выше температуры теплого теплоносителя на входе. Т.к. тепло не передается от более холодного тела к более нагретому.
Задача 2.3
1)Элементарный состав топлива
В общем случае: С- углерод, Н- водород, О- кислород, N- азот, S- летучая сера, а также негорючие минеральные примеси А- зола и влага W
Рабочей массы:
Горючая смесь-углерод, водород
Бывает: внутренний O, N, S, внешний зола, влага
2) Зольность топлива Золой называют твердое негорючее вещество, остающееся после сжигания топлива
3)Влажность- влага, содержащаяся в топливе:
Внешняя ( влага при добыче, транспортировке, хранении и капиллярная влага.
Внутренняя( влага в составе топлива)
4) физический смысл энтальпии уходящих газов Т.к энтальпия термодинамическая функция, имеющая смысл полной энергии системы. То физический смысл энтальпии уходящих газов- это энергия, которая доступна для совершения работы.
5) энтальпия уходящих газов
Где
6) Продукты сгорания топлива.
Задача 2.4
1. Потери в катлоагрегате.
Потеря тепла с уходящими газами
Химический недожог
Механический недожог
Потери теплоты в окружающую среду Q5 зависят от площади поверхности котла и разности температур
Потери с физическим теплом шлаков. Происходят за счет удаления из топки шлака, температура которого может быть достаточно высокой
2. Испарительность топлива - отношение массы пара, получаемого в котле, к массе сожжённого топлива.
ВИДИМАЯ ИСПАРИТЕЛЬНОСТЬ — количество пара (в кг), произведенного котлом за какой-нибудь промежуток времени, отнесенное к единице расхода топлива. В. И. характеризует экономичность работы котла.
3. Тепловой баланс парогенератора.
Парогенератор – устройство, предназначенное для выработки пара заданных параметров, за счет преобразования химической энергии топлива в тепловую.
Тепловой баланс парового котла заключается в установлении равенства между поступающим в котлоагрегат при сжигании топлива количеством теплоты, называемом располагаемой теплотой и суммой использованной теплоты и тепловых потерь. На основе теплового баланса находят КПД и расход топлива.
Уравнение теплового баланса, выраженное в процентах по отношению к располагаемой теплоте
4, Условное топливо
При сравнении работающих установок по экономичности и другим показателям удобно
пользоваться относительными характеристиками топлива, такими, например, как условное топливо и приведенные влажность, зольность и сернистость.
Условное топливо – топливо с низшей теплотой сгорания 29,33 МДж/кг (7000 ккал/кг), что соответствует теплотворной способности хорошего каменного угля
5. Теплота сгорания топлива
Теплотой сгорания называют теплоту, которая выделяется при сжигании одной единицы массы
топлива. Различают высшую и низшую теплоту сгорания.
Низшая теплота сгорания соответствует тому количеству теплоты, которое выделяется при полном сгорании, без учёта теплоты конденсации водяного пара. Теплоту конденсации водяных паров также называют скрытой теплотой сгорания.
Низшая и высшая теплота сгорания связаны соотношением: Высшая отличается добавочной теплотой, выделяющейся при конденсации влаги, содержащейся в дымовых газах: