ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Требования к рабочему веществу паросиловых установок из "Техническая термодинамика Издание 3 " В паросиловых установках, работающих на водяном паре, наинизшая возможная температура цикла составляет около 25° С дальнейшее по1ниже-ние температуры технически трудно осуществимо из-за весьма малых давлений насыщения, соответствующих таким температурам. [c.266] При работе установки в средних широтах и особенно в летних условиях эта температура лишь немногим превосходит наинизшую возможную температуру — температуру окружающей среды. Однако в зимних условиях или в северных областях температура окружающей среды бывает значительно ниже, вследствие чего термический к. п. д. установки мог бы быть повышен за счет понижения температуры отвода тепла в цикле, что, однако, практически невозможно из-за свойств воды. [c.266] Таким образом, свойства рабочего тела (в рассматриваемом случае воды (ограничивают возможное повышение термического к. п. д. цикла за счет понижения средней температуры отвода тепла. [c.266] Термический к. п. д. паросилового цикла можно было бы также повысить путем перегрева пара до возможно более высокой температуры это, однако, ограничивается прочностью металлов при высоких температурах и давлениях. [c.266] Но и при указанных ограничениях максимальной т1емпературы в цикле имеются пути для дальнейшего повышения термического к, п. д. цикла за счет повышения средней температуры подвода тепла в цикле. [c.266] Из рассмотрения цикла паросиловой установки в 7-s-диаграмме (рис. 13-41) видно, что повышение средней температуры подвода тепла в цикле при заданной максимальной темиературе сопряжено с увеличением начального давления рь Однако в случае водяного пара даже при pi = = 300 ата и регенеративном подогреве питательной воды до 300° С (как и при 90 ата) средняя температура подвода тепла при ti =550° С составляет 421° С, что соответствует термическому к. п. д. цикла 56,4%. [c.267] Таким образом, даже при очень высоком давлении, когда вся установка будет крайне гро1моздкой и дорогостоящей, водяной пар не позволяет наилучшим образом использовать температурный предел, который уже освоен благодаря достижениям металлургии. [c.267] Из сказанного ясно, что принципиально возможно, применив в паросиловой установке более подходящее рабочее вещество, получить ббльший термический к. п. д., чем тот, который достигается в различных, даже наиболее совершенных пароводяных циклах. [c.267] С термодинамической точки зрания наилучшее рабочее вещество должно обладать следующим основным свойством его критическая температура, должна быть значительно выше предельных температур, применяемых в настоящее время в паросиловых установка . В этом случае мог бы быть осуществлен цикл без перегрева пара с изотермическим подводом тепла на значительном участке (кроме процесса подогрева воды), в котором средняя температура подвода тепла имеет наибольшее значение. [c.267] Помимо этого основного требования, диктуемого термодинамическими соображениями, к рабочему веществу в паросиловых установках предъявляется еще ряд требований, вытекающих из технических, техняко-эканоми-ческих и эксплуатационных условий. [c.267] Технические требования касаются также влажности пара в конце адиабатического расширения, которая не должна превышать определенного предела. Очевидно, что величина влажности в конце процеоса расширения определяется видом верхней (правой) пограничной кривой. [c.267] Ранее было показано, что вблизи критической точки к все вещества имеют отрицательную теплоемкость с/. При более низких температурах эта теплоемкость может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Вид верхней погранич1ной кривой для различных значений с изображен ниже на Г-х-диаграммах (рис. 13-42, 13-43 и 13-44). [c.267] Если О и велико по абсолютной величине (рис. 13-44), то пар в конце расширения окажется чересчур влажным. Наиболее выгодный вид верхней пограничной кривой с учетом отклонения реального процесса расщирения от адиабаты вправо соответствует небольшому отрицательрому значению с (рис. 13-43). При этом, с одной стороны, влажность в конце расширения невелика, а с другой стороны, весь процесс отвода тепла происходит в области влажного пара. [c.268] Характер нижней пограничной кривой рабочего вещества или величина теплоемкости в жидком состоянии с имеет также существенное значение. При больщой величине с или при пологой нижней пограничной кривой тепло, затрачиваемое на подогрев жидкости от наинизшей температуры до температуры кипения, может оказать существенное влияние на среднюю температуру подвода тепла в цикле в сторону уменьшения ее. [c.268] На рис. 13-45 площадь 3—4—Ь— а—3 представляет собой тепло, затрачиваемое на подогрев жидкости площадь 4—5—с—Ь—4—тепло испарения. [c.268] Чем меньше отношение у рабочего вещества, тем выше при прочих равных условиях средняя температура подвода тепла, тем лучше данное рабочее вещество и тем меньше необходимость в применении регенерации. [c.268] Наряду с перечисленными требованиями нужно также, чтобы рабочее вещество было достаточно распространенным, неядовитым, не оказывало бы корродирующего действия Ца металлы, было бы химически стойким при высоких температурах и т. п. [c.268] Все эти требования трудно выполнимы до настоящего времени не найдено вещества, которое полностью удовлетворяло бы этим требованиям. [c.268] Вернуться к основной статье