Теплосиловые установки

В теплосиловых установках энергия топлива сначала превращается в тепловую путем его сжигания, а полученная теплота используется для выработки механической энергии. Поскольку горение — неравновесный процесс, он связан с потерей работоспособности тем большей, чем ниже температура Т получаемых продуктов сгорания. Действительно, из формулы (5.31) видно, что эксергия рабочего тела в потоке е возрастает с увеличением ht= p Ti, все более приближаясь по мере увеличения Гi к теплоте реакции. В современных паровых кот- [c.56]

Современная стационарная теплоэнергетика базируется в основном на паровых теплосиловых установках. Продукты сгорания топлива в этих установках являются лишь промежуточным теплоносителем (в отличие от ДВС и ГТУ), а рабочим телом служит чаще всего водяной пар. [c.61]

Эффективный к. п. д. характеризует долю полезно используемой теплоты с учетом всех потерь, а следовательно, и экономичность теплового двигателя или теплосиловой установки в целом. Из двух тепловых двигателей наиболее экономичен тот, у которого эффективный к. п. д. больше. Максимум эффективного к. п. д. двигателя в целом определяет оптимальные условия работы теплового двигателя. [c.519]

Теоретический цикл. Процесс подвода теплоты к рабочему телу в реальных теплосиловых установках происходит при конечной разности температур теплоотдатчика и рабочего тела и поэтому является необратимым. [c.522]

Применение парогазовых циклов позволяет значительно повысить к. п. д. теплосиловой установки и уменьшить капитальные затраты на ее сооружение. [c.587]

Возможность непрерывной работы топливного элемента за счет подвода активных веществ извне роднит топливный элемент с обычной теплосиловой установкой. Общим с тепловой установкой является также и то обстоятельство, что окружающая среда участвует в процессе получения полезной работы. [c.594]

Из рассмотрения принципа действия топливного элемента становится ясным еще одно отличие топливного элемента от обычной теплосиловой установки. Это отличие заключается в том, что в топливном элементе реакции окисления и восстановления локально разделены, т. е. протекают на разных электродах и сопровождаются выделением энергии в виде электрического тока, тогда как в теплосиловой установке обе реакции происходят одновременно и приводят к выделению энергии в виде теплоты, которая преобразуется в механическую, а потом уже в электрическую энергию. [c.595]

Топливные элементы имеют ряд общих черт с гальваническими элементами и теплосиловыми установками, сочетая в себе преимущества как тех, так и других. Главнейшими достоинствами топливных элементов являются высокий к. п. д., возможность использования в качестве рабочих веществ дешевых и доступных материалов (в частности, тех же топлив, которые применяются в обычных теплосиловых установках), относительно малая масса, отсутствие движущихся частей и выпускных газов, бесшумность работы, большое время непрерывной работы, быстрое приведение в действие (включение) и т. д. [c.595]

Коэффициент полезного действия топливного элемента. В топливном элементе окружающая среда может служить как теплоприемником, так и теплоотдатчиком. Поэтому численная величина и понятие к. п. д. топливного элемента будут существенно отличаться от того, что имеет место в теплосиловой установке. Так как окружающая среда может (в тех случаях, когда она является теплоотдатчиком) вносить положительный вклад в полезную работу элемента, к. п. д. последнего не имеет каких-либо (по крайней мере теоретически) ограничений. [c.597]

Отношение Шг по аналогии с теплосиловой установкой может быть названо внутренним относительным к. п. д. элемента т) его называют также к. п. д. элемента по напряжению. Величина г о существенно зависит от степени необратимости в топливном элементе при полной обратимости последних т](, = 1. [c.597]

В паровых теплосиловых установках в качестве рабочего тела используются пары различных жидкостей (вода, фреон, ртуть и др.). Однако наибольшее применение в качестве рабочего тела паротурбинных установок имеет вода — доступное и сравнительно дешевое рабочее тело. Паровые теплосиловые установки — основной тип установок в современной стационарной теплоэнергетике. [c.163]

Уменьшение температуры Гг связано с понижением давления рг в конденсаторе. Рациональное значение рг определяется температурой охлаждающей воды и составляет 3,4—3,9 КПа, что соответствует температуре насыщения ts 25 °С. Дальней-,шее понижение рг нецелесообразно. В этом случае значительно увеличивается удельный объем влажного насыщенного пара и, следовательно, возрастают габаритные размеры и масса конденсатора и последних ступеней паровой турбины. Таким образом, увеличение начальных параметров пара в паросиловых установках — один из основных способов повышения их эффективности. В настоящее время созданы и успешно эксплуатируются теплосиловые установки с начальным давлением пара 29,4 МПа и начальной температурой его 600—650 °С [21]. [c.168]

Коэффициент полезного действия установки представляет собой отношение работы, отданной теплосиловой установкой внешнему потребителю, к количеству теплоты, подведенной к установке, и, являясь основным энергетическим показателем установки, характеризует степень совершенства ее цикла в целом. [c.169]

Преимуществом топливных элементов являются сравнительно высокий КПД и отсутствие принципиальных ограничений его значения возможность использования в качестве рабочих веществ дешевых и доступных материалов (в частности, тех же топлив, которые применяются в обычных теплосиловых установках) относительно малая масса отсутствие движущихся частей бесшумность работы быстрое приведение в действие и т, п. [c.570]

Основой современной энергетики является теплоэнергетика, ядро которой — паровая теплосиловая установка, использующая в качестве рабочего тела водяной пар. В такой установке в отличие от ДВС продукты сгорания топлива в рабочем цикле не участвуют, а служат источником теплоты для получения водяного пара необходимых параметров. [c.204]

С учетом формулы (7.16) можно написать, что энергетический к. п. д. теплосиловой установки [c.315]

Кроме необратимых потерь,- связанных с осуществляемыми процессами самим рабочим телом в цикле и учитываемых внутренним к. п. д., в реальной теплосиловой установке имеется ряд других потерь в ее элементах (например, потери теплоты во внешнюю среду Б камерах сгорания, паропроводах, на трение в подшипниках, в генераторе). Поэтому удельная работа 1 , переданная внешнему потребителю, меньше удельной работы, полученной в цикле. Отношение удельной действительной (полезной) работы 4 к удельному количеству затраченной теплоты называется эффективным к. п. д. установки [c.141]

Относительный внутренний к. п. д. определяет потери работы только в данном элементе и поэтому не оценивает возможной компенсации этих потерь в последующих элементах теплосиловой установки. Из этого следует, что по известным значениям внутренних к. п. д. элементов установки лишь приближенно можно определить эффективность работы всей установки в целом и столь же приближенно установить наивыгоднейшие условия работы каждого и , элементов, при которых эффективность установки будет оптимальной. [c.338]

ПОТЕРЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ В ТЕПЛОСИЛОВОЙ УСТАНОВКЕ [c.348]

Любая теплосиловая установка состоит из ряда элементов или узлов, в которых последовательно осуществляется изменение состояния рабочего тела. [c.348]

Пусть, например, в /-м элементе теплосиловой установки произошла потеря работы, равная ДЛ- ). Это значит, что действительно произведенная в этом элементе работа будет на меньше той, которая была бы произведена здесь при вполне обратимом процессе. Потерянная работа либо переходит в тепло, которое поглощается рабочим телом (если потеря работы сопряжена, например, с действием сил трения), либо, как было показано в предыдущем параграфе, остается в виде неиспользованного в данном элементе установки тепла и внешних источников тепла и затем передается рабочему телу в последующих элементах установки. Так как температура внутри данного элемента установки вообще больше Т, то тепло Д/ О) будет иметь положительную работоспособность, равную [c.348]

По свойству аддитивности энтропии общее приращение энтропии системы As из-за необратимости процессов в элементах теплосиловой установки равняется сумме приращений энтропии системы в каждом из ее элементов, так что уменьшение или потеря полезной работы во всей установке в целом будет равна [c.349]

Сумма потерь работы в отдельных элементах установки не равняется действительной потере работы во всей установке (численно равной общей потере работоспособности), но всегда больше ее, причем потеря работы в каком-либо элементе влияет вследствие изменения параметров рабочего тела, а следовательно, и условий протекания процесса на потери работы в других элементах. Этот результат имеет существенное значение для установления рациональной характеристики термодинамического совершенства действительных процессов, протекающих в теплосиловых установках, и самих установок. [c.349]

Отношение разности начальной работоспособности I oq тепла q, выделяющегося в теплосиловой установке при полном сжигании 1 кг топлива, и потери работоспособности TAs > в каком-либо процессе, к начальной работоспособности называется коэффициентом использования энергии в данном процессе (или элементе установки) [c.349]

Коэффициент использования энергии может применяться для характеристики как отдельных, притом самых разнообразных элементов теплосиловой установки, так и всей установки в целом при этом легко видеть, сумма значений (1—по всем элементам установки будет равна (1—т]э) для всей установки в целом [c.350]

Если в теплосиловой установке наряду с получением полезной работы часть тепла затрачивается на технологические нужды (например, отдается другим потребителям), то эффективность полезного действия такой комбинированной установки будет определяться двумя величинами I) коэффициентом использования энергии, характеризующим степень совершенства процессов передачи тепла и процессов производства работы в установке, и 2) эффективным (либо термическим) коэффициентом полезного действия силовой установки, показывающим, какая часть работоспособности располагаемого количества тепла превращается в установке в полезную внешнюю работу. [c.350]

В любой теплосиловой установке источники тепла, т. е. теплоот-датчик и теплоприемник (окружающая среда), претерпевают в течение цикла конечное изменение состояния, величина которого определяется количеством отданного и полученного тепла. [c.355]

Но изменение состояния источников тепла связано с характером процесса изменения состояния рабочего тела, который в условиях данной теплосиловой установки является однозначной функцией сообщенного рабочему телу тепла. Поэтому для определения количества подведенного к рабочему телу или отведенного от него тепла qi или 2. а следовательно, и разности <71—<72, равной работе цикла в общем случае достаточно знать те процессы, которые происходят с рабочим телом Б установке на каждом из участков цикла. [c.355]

Рабочее вещество, имеющее высокую критическую температуру при умеренном значении критического давления и сравнительно малую теплоемкость в жидком состоянии, является наилучшим с термодинамической точки зрения. При использовании такого рабочего вещества отпадает необходимость в регенерации тепла, поскольку рабочий цикл и без того будет близок к циклу Карно. Далее, давление насыщенных паров, при температуре окружающей среды не должно быть чрезмерно малым, а удельный объем насыщенных и перегретых паров должен быть сравнительно небольшим. При этих условиях габариты теплосиловой установки будут минимальными и компактными. Желательно также, чтобы удельная энтальпия рабочего тела имела возможно большую численную величину. [c.460]

Применение парогазовых циклов позволяет значительно повысить к. п. д. теплосиловой установки и уменьшить капитальные затраты на ее сооружение. Уменьшение капитальных затрат обусловлено прежде всего применением парогенераторов, камеры сгорания которых работают при повышенных давлениях, благодаря чему улучшается процесс сгорания и тем самым экономится топливо, а кроме того, снижается расход металла. [c.461]

Поскольку вода несжимаема, точки 5 я 6 почти совпадают, и затрачиваемая на привод насоса мощность оказывается ничтожной но сравнению с мощностью турбины (несколько процентов), так что практически вся мощность турбины используется в качестве полезной. Такой цикл был предложен в 50-х годах прошлого века шотландским инженером и физиком У. Дж. Рен-киным. Схема теплосиловой установки, в которой осуществляется этот цикл, представлена на рис. 6.7. Теплота в этом цикле подводится по линии 641 в паровом котле. Термический КПД цикла Ренкина, естественно, меньше, чем цг цикла Карно при тех же температурах Г1 и Г2, поскольку средняя температура подвода теплоты уменьшается при неизменной температуре отвода. Однако реальный цикл (с учетом необратимости расширения пара в турбине) оказывается экономичнее. [c.66]

Цикл, в котором принимают участие регенераторы теплоты, называется регенеративным циклом. Регенеративный обратимый цикл, состоящий из двух изотерм и двух любых произвольных эквидистантных кривых, называется обобш енным (регенеративным) циклом Карно. Регенеративные циклы получили широкое применение в теплосиловых установках. [c.122]

Обычная теплосиловая установка является всегда по меньшей мере двухтемпературной системой топливный элемент служит примером однотемпературного генератора энергии. Поскольку в нем исключается стадия превращения внутренней энергии в теплоту, постольку нет необходимости иметь разность температур. Соответственно этому изменяется роль окружающей среды. Если в обычной теплосиловой установке окружающая среда соответствует нижнему температурному уровню и поэтому является в любых случаях теплоприемником, то в топливном элементе, где нет двух разных уровней температуры, окружающая среда может быть как теплоприемником, так и теплоотдатчиком. [c.595]

Эффективность работы любой теплосиловой установки или энергопривода компрессорной станции оценивается прежде всего по эффективному коэффициенту полезного действия [c.169]

Теплосиловая установка может быть охарактеризована следующими к. п. д. эпергетическим г, = LJQi и эксергетическим = = Е ф/Еыг = Полезный эффект теплосиловой установки выра- [c.315]

Снижение средней температуры 7гср в процессе отвода теплоты (рис. 7.8) ограничивается температурой окружающей среды, которая практически является теплоприемником в теплосиловых установках. Если исходить из температурных условий окружаюш,ей среды (воздух, вода рек и озер), то низшая температура в цикле может быть 20...30 °С, что соответствует для водяного пара конечно.му давлению = 0,0024...0,0043 МПа. [c.121]

Выделяющаяся в реакторе теплота может передаваться рабочему телу либо путем непосредственного его нагревания в активной зоне реактора, либо путем использования промед<уточного теплоносителя, который отводит теплоту от активной зоны реактора и затем в теплообменном аппарате (парогенераторе) передает ее рабочему телу теплосиловой установки. В первом случае схема установки называется одноконтурной, а во втором — двухконтурной. Бывают и трехконтурные схемы атомных электростанций, в которых имеется дополнительный промежуточный контур. [c.127]

Совершенство процесса в каком-либо элементе теплосиловой установки обычно характефизуют так называемым относительным внутренним к. п. д. этого элемента, равным при элементах, предназначенных для получения механичес ой работы, отношению действительной работы к теоретической, а при элементах, предназначенных для передачи тепла, — отношению количества действительно переданного тепла к предельно возможному, теоретическому значению его. [c.337]

Формула (9-15) для эффективного к. п. д. теплосиловой установки содержит величины Год и Ats, которые не являются для каждого из циклов с самого начала известными, но должны быть предварительно определены As вычисляется по способу, указанному в 9-2, а I oq — по формуле (9-13). В формулу (9-19) для термического к. п, д. цикла входит интеграл Т ds, верхний предел которого (т. е. положение гочки db [c.355]

Как правило, рабочее тело, покидающее тот или иной элемент преобразователя энергии (теплосиловой установки, холодильной машины и т. п.), не находится в состоянии равновесия с окружающей средой и поэтому сохраняет некоторую работоспособность. При этом работа, соверншемая рабочим телом в данном элементе установки, меньше максимально возможной, т. е. меньше, чем значение соответствующей функ ции работоспособности системы на величину эксергии рабочего тела, покидающего систему. Чтобы выразить наибольшее количество работы, которое в этом случае можно получить от системы, следует из функции работоспособности системы (736) вычесть эксергию уходящего рабочего тела и прибавить то количество первичной энергии которое система можег получить от источников в форме работы и превратить в полезную работу (или использовать для увеличения работоспособности рабочего тела). [c.371]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...