Реферат: Теплоэнергетика
Задача №1
Определить внутренний КПДГТУ с регенерацией теплоты, если степень регенерации σ=0.7, степеньповышения давления в компрессоре λ=3.2, температура всасываемого воздухав компрессор t3=28°C, температура газа на выходе из камеры сгорания t1=660°C, относительный внутренний КПД турбины ηтурбины=0.87,внутренний КПД компрессора ηkомпр=0.85, КПД камеры сгорания ηк.сгор=0.97 и показательадиабаты k=1.4 .
Решение
Внутренний КПД ГТУ срегенерацией теплоты определяем по формуле:
/>
Найдем абсолютныетемпературы Т1 и Т3:
Т1 = t1+ 273 К = 933 К
Т3 = t3+ 273 К = 301 К.
Определив абсолютныетемпературы найдем их отношение:
/>
Т.к. теперь все величины намизвестны, определяем внутренний КПД ГТУ с регенерацией теплоты:
/>
Ответ: внутренний КПД ГТУ с регенерациейтеплоты ηвнутрГТУ=0,283 .
Задача №2
Одноступенчатый поршневойкомпрессор всасывает воздух при давлении p1=105 Па и температуре t1=19°C и сжимает его до давления p2=7 105 Па. Определить теоретическую мощностьпривода компрессора при изотермическом, адиабатном и политропном сжатии, еслимассовая подача компрессора М=0.2 кг/с и показатель политропы m=1.4 .
Решение
Первым делом определимабсолютную температуру газа на всасывании (Т1), затем, чтобы найтитеоретическую мощность привода компрессора при изотермическом, адиабатном иполитропном сжатии, найдем степень повышения давления и действительную подачукомпрессора при всасывании:
/>
Найдем теоретическиемощности привода компрессора:
/>
Ответ: теоретическая мощность приводакомпрессора:
— при изотермическомсжатии: Nизотермич = 32,615 кВт;
— при адиабатном сжатии: Nадиабат = 43,624 кВт;
— при политропном сжатии:Nполитроп = 43,624 кВт.
Задача №3
Определить себестоимость1 ГДж теплоты, вырабатываемой в котельной паропроизводительностью D=5.4 кг/с, работающей на газообразномтопливе, если давление перегретого пара pпп = 1,3 МПа, температура перегретого пара tпп=330 °C, температура питательной водыtпв=100 °C, величина непрерывнойпродувки P=3% и эксплуатационные затраты Сгод=55,05105 руб/год.
Решение
Себестоимость 1 ГДжтеплоты (руб/ГДж), вырабатываемой в котельной
определяется по формуле:
/>
где Qгод – годовая выработка теплоты вкотельной, ГДж/год; iпп, iпв, iкв – энтальпии перегретого пара,питательной и котловой воды (справочные данные)
Т.к. теперь все величинынам известны, определяем себестоимость 1 ГДж теплоты (руб/ГДж.), вырабатываемойв котельной:
/>
Ответ: Себестоимость 1 ГДж теплоты,вырабатываемой в котельной SQ=14,928 руб/ГДж.
Задача №4
Определить суммарныйрасход холода на технологические нужды и кондиционирование воздухарыбоперерабатывающего предприятия производительностью P1= 2.2 т /ч копченой и P2=2.9 т /ч свежемороженой рыбы, если норма расхода холода наприготовление свежемороженой рыбы g2 =5 105кДж/т, объем кондиционируемых помещений Vx=150 м3 и удельнаякондиционированная характеристика помещений gx=40 Вт/м3.
Решение
Суммарный расход холодана технологические нужды и кондиционирование воздуха найдем по формуле:
/>
где Qтех– расчетный (максимальный) расходхолода (Вт) на технологические нужды;
Qx — расчетный (максимальный) расходхолода (Вт) на кондиционирование воздуха;
g1,2 – нормы расхода холода на выработкупродукции (g1=0 кДж/т – т.к. на приготовление копченой рыбы расходхолода не требуется);
P1,2 – часовая выработка продукции;
gx — удельная кондиционированнаяхарактеристика помещений, Вт/м3;
Vx–объем кондиционируемых помещений, м3.
Найдем суммарный расходхолода на технологические нужды и кондиционирование воздуха:
/>
Ответ: Суммарный расход холода натехнологические нужды и кондиционирование воздуха Q = 4.497 105 Вт.
Задача №5
Теплоэлектроцентральизрасходовала Втэц=88 106 кг/год топлива с низшейтеплотой сгорания Qн=26 МДж/кг, выработав при этомэлектроэнергии
Эв=154ГВт*ч/год, отпустив теплоты внешним потребителям Qо=5.14 108 МДж/год. Определить удельный расходтеплоты на выработку 1 кВт*ч энергии (для условного топлива), если КПДкотельной установки ηку = 0.8.
Решение
Удельный расход теплоты (МДж/(кВт*ч))на выработку электроэнергии на ТЭЦ находим по формуле:
/>
где ηтэц– КПД ТЭЦ брутто по выработкеэлектроэнергии;
Эвыраб –выработанная электроэнергия, ГВт*ч/год;
Qн – низшая теплота сгорания;
Вэ – расходтоплива на выработку электроэнергии (кг);
ВQ – расход топлива (кг) на выработкуотпущенной теплоты;
Q0 — отпуск теплоты внешнимпотребителям;
Qpн — низшая теплотой сгорания;
ηку — КПД котельной установки.
Отсюда удельный расходтеплоты(МДж/(кВт*ч)) на выработку электроэнергии на ТЭЦ равен:
/>
Ответ: Удельный расход теплоты на выработкуэлектроэнергии на ТЭЦ dтэц = 1.069 104 Дж/кВт*ч.