Физика. Примеры решения задач контрольной работы

Примеры решения задач по физике
Кинематика
Движение материальной точки
Основное уравнение динамики
Законы сохранения импульса и энергии
Динамика вращательного движения
Механические колебания
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ
МОЛЕКУЛЯРНАЯ  ФИЗИКА
Механика
Молекулярная физика и термодинамика
Электричество
Электромагнетизм
Атомная и ядерная физика
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ
Термодинамические процессы
Описание теплопроводности
Теплоотдача в жидкостях и газах
Теплоотдача при фазовых переходах
Тепловое излучение
Теплообменные аппараты
  Кинематика поступательного движения
Электростатика

 

Пример 13. В парогенератор поступает вода при давлении   бар и температуре , где нагревается, испаряется и перегревается (снижения давления воды в трубах можно не учитывать) до . Массовый расход воды составляет  т/час. Топливо – мазут; теплота сгорания  МДж/кг. Определить расход топлива  и степень эффективности парогенератора, если температура окружающей среды .

 Решение. Используя первый закон (17) для парогенератора (при условии ) как для поточного процесса, получим уравнение теплового баланса в
виде, Вт

34

 Т.е. тепловой поток, внесенный с топливом, затрачивается на повышение энтальпии потока воды, причем часть этого потока выбрасывается с уходящими газами с потоком  при  и излучается в окружающую среду в количестве .

 Энергетический к.п.д. парогенератора

  (89)

характеризует степень теплоиспользования, т.е. ту часть теплового потока, внесенную с топливом, которая передается воде.

 Для парогенератора указанной мощности, работающей на мазуте (во избежание кислотной коррозии ), величина .

 Уравнение баланса эксэргии для парогенератора, согласно (74), имеет вид

 . (90)

 Т.е. подведенная мощность эксергии топлива затрачивается на повышение эксэргии воды в процессе получения перегретого пара, причем часть этой мощности частично отводится с уходящими газами (), теряется за счет необратимости процессов горения и передачи тепла от продуктов сгорания к водяному пару и излучается в окружающую среду

 Степень эффективности парогенератора

  (91)

показывает, какая часть химической энергии (эксэргии) топлива используется по назначению, т.е. – на повышение эксэргии водяного пара.

 Из (89) и (91) следует, что  

 Полагая, что , учитывая (86) и зависимость для средней температуры воды при подводе тепла , получим

  (92)

 По таблицам насыщения находим:  кДж/кг,  кДж/(кг·К). По
-диаграмме для водяного пара определяем: кДж/кг,  кДж/(кг К).

 Расход топлива из соотношения (89):

 т/час.

 Средняя температура рабочего тела при подводе тепла

 К=258.

 Степень эффективности парогенератора

 Следовательно, за счет низкого значения средней температуры   рабочего тела в процессе подвода тепла к водяному пару передается лишь около  эксэргии топлива.

 За счет применения жаропрочных сталей для трубных пучков пароперегревателя повышают рабочие параметры пара до  бар и . В этом случае эффективный к.п.д. повышается примерно до .

На главную