Контрольная работа по теме 1.3. Циклы паротурбинной установки

Задание для контрольной работы

Контрольная работа составлена на 4 варианта. Каждый вариант состоит из двух заданий: теоретических вопросов и задачи на циклы Ренкина паротурбинной установки.

 

Вариант 4

I. Ответить на теоретические вопросы.

1. Почему турбина выполняется многоцилиндровая? Аргументируйте ответ.

Многоцилиндровая турбина позволяет использовать большие  располагаемые тепловые перепады энтальпии, разместив большое число ступеней давления, применить высококачественные материалы в частях высокого давления и раздвоение потока пара в частях среднего и низкого давления. Такая турбина получается более дорогой, тяжёлой и сложной. Поэтому многокорпусные турбины используются в мощных паротурбинных установках

2. Каким образом можно повысить термический КПД цикла Ренкина?

· Повышением температуры свежего пара

· Повышением давления свежего пара

· Повышением температуры промежуточного перегрева

· Использованием второго промежуточного перегрева

· Снижением давления в конденсаторе

· Повышением температуры питательной воды

 

3. Назначение парогенератора, пароперегревателя и насоса в ПТУ.

Парогенератор — теплообменный аппарат для производства водяного пара с давлением выше атмосферного за счёт теплоты первичного теплоносителя, поступающего из ядерного реактора. Парогенератор представляет собой рекуперативный теплообменный аппарат, в котором тепловая энергия передаётся от теплоносителя первого контура к рабочему телу второго контура через поверхность теплообмена и таким образом генерируется пар, питающий турбину. При трёхконтурной схеме (реактор на быстрых нейтронах) имеются также промежуточные теплообменники. Тепло через них передаётся от первого контура во второй (оба жидкометаллические), а в парогенераторах происходит передача тепла от второго контура в третий, водяной.

Cепаратор-пароперегреватель (СПП) предназначен для обеспечения допустимой влажности в последних ступенях турбины и повышения коэффициента полезного действия установок, за счет осушки и перегрева пара, поступающего после цилиндра высокого давления турбины, работающей на насыщенном паре. Внешние сепарация и промежуточный перегрев пара при давлении, близком к оптимальному, повышают КПД всей установки на 3,5-5 %. Сопротивление таких аппаратов составляет 5-6 % давления пара после ЦВД (1 % потери давления перегреваемого пара уменьшает КПД установки в среднем на 0,05 %).

Насос предназначен для доставки воды в паровой котел, а также для повышения давления равное давлению в паровом котле.

4. В Т,S- диаграмме водяного пара изобразите процесс перегрева пара и процесс конденсации пара, независящие друг от друга.

5. Если количество подведенной удельной теплоты цикла Ренкина q₁ = 3500 кДж/кг, а отведенное количество удельной теплоты составляет 800 кДж/кг. Чему будет равен Ƞ_t?

II. Решить задачи.

1. Паротурбинная установка работает по циклу Ренкина с начальными параметрами пара: Р_о=12 МПа и t₀ = 500⁰С. При давлении Р_р=2 МПа введен промежуточный перегрев пара до начальной температуры. Определить термический КПД цикла, если конечное давление пара Р_к = 0,004МПа.

 

Контрольная работа по разделу 2. Основы теплообмена

Задание для контрольной работы

 

Вариант 4

1. Что называется излучением? Привести примеры

Излучение - это это передача энергии в форме волн или частиц через пространство или через материальную среду. К примеру тепловое излучение- электромагнитное излучение, которое испускает вещество, имеющее определенную температуру, за счет своей внутренней энергии.

2. Основное условие для теплопередачи-это неравенство температур.

3. Закон, объясняющий перенос теплоты теплопроводностью. Формулировка и формула закона с пояснениями.

Теплопроводностью называют такой вид теплообмена, при котором перенос теплоты в неравномерно нагретой однородной среде осуществляется за счет разности кинетической энергии молекул тела. В той части тела, где температура выше, молекулы обладают большей кинетической энергией и при столкновении с соседними молекулами передают им часть своей энергии. Таким образом осуществляется перенос тепловой энергии теплопроводностью.

1. Что влияет на интенсивность конвективного теплообмена?

На движение жидкости и ее теплообмен существенное влияние оказывают силы давления и массовые силы, а также форма обтекания поверхности. Определенное влияние также оказывают внешние турбулентности. Температуры потока и стенки входят в формулу Ньютона в явном виде: Несмотря на это влияют и на коэффициент теплоотдачи, т. к. от них зависят физ. свойства теплоносителя и диапазон их изменения. Коэффициент теплоотдачи в общем случае зависит от скорости потока, теплопроводности, вязкости, плотности, объемного расширения, удельной теплоёмкости, массовых сил (ускорения), формы и размеров тела, не стационарности, внешней турбулентности, неизотермичности и ряда других факторов. Большое число факторов затрудняют получение расчётных соотношений для его определения. Задача конвективного теплообмена аналитически решена только для простейших случаев обтекания стенки. Гораздо более сложные случаи обтекания тел рассчитываются путем численного интегрирования системы диф. уравнений (например, типа уравнений Прандтли или Навье-Стокса в общем случае). В многих случаях физический эксперимент остается единственным способом получения закономерностей, определяющих теплоотдачу.

 

Задача. Определить тепловой поток Q через паропровод размерами 85/95 мм, длиной 2 м.

Коэффициент теплопроводности материала трубы λ=50 Вт/м К. Температуры на внутренней и внешней поверхностях трубы равны соответственно: t_ст1= 450⁰С, t_ст2=250⁰С.

Дано:

d_в=85мм

d_н=95мм

l=2м

λ=50Вт/м*град

t₁=450̊c

t₂=250˚c

_____________

Найти: Q-?

Решение:

∆t = t_с1 - t_с2= 450-250= 200⁰С    

R_λ= 1/(2_*λ)_*ℓn(d_н/ d_в) =1/(2*50)* ℓn(0,095/0,085)=0,09 м²_*град/Вт

q_ℓ= (π_*∆t) / R_λ=(3,14*200)*0,09=56,5Вт/м²

Q=56.5*2=113Вт

Ответ: Тепловой поток через паропровод равен 113Вт.