Процесс расширения влажного пара

Необходимость в формуле для расчета к двухфазной смеси возникла прежде всего в связи с расчетом адиабатного процесса расширения влажного пара. Длительное время эта потребность практики удовлетво- [c.50]

ПРОЦЕСС РАСШИРЕНИЯ ВЛАЖНОГО ПАРА [c.24]

Рис. 4. Процесс расширения влажного пара в термодинамических

Как видно из рис. 8-4, в, коэффициент расхода i уменьшается с увеличением начальной влажности и перегрева. Абсолютные значения i лежат несколько ниже значений, которые обычно принимаются для перегретого пара. Несмотря на очевидные преимущества последнего способа определения ц , отвечающего реальному процессу расширения влажного пара в соплах с почти полным переохлаждением, он не свободен от недостатков и имеет очевидные ограничения по начальной влажности. Можно полагать, что при /о>25- -30% схема полного переохлаждения не реализуется. [c.215]

Для изучения процессов расширения влажного пара в турбинных ступенях в лаборатории турбомашин МЭИ были поставлены опыты, которые заключались в том, что исследовалось положение скачков конденсации в расширяющихся соплах установленных за вращающейся рабочей решеткой турбины. Известно, что в зависимости от структуры двухфазной среды на входе в сопло Лаваля изменяются положение скачка конденсации и его интенсивность. Это и позволяло судить о величине переохлаждения пара и начале конденсации в ступени. [c.323]

Схема простейшей паротурбинной установки приведена на рис. 11.1. Рассмотрим цикл Карно в p v и Т — з координатах (рис. 11.2). В котле при постоянном давлении к воде подводится теплота, выделяемая в результате сжигания в топке котла топлива (в качестве топлива могут использоваться природный газ, каменный уголь и другие виды топлива). Процесс подвода теплоты 4—1 является изобарно-изотермическим процессом парообразования. Из котла сухой насыщенный пар с параметрами в точке 1 поступает в турбину. Пар, изоэнтропно расширяясь в турбине, производит работу (линия 1—2) и превращается во влажный насыщенный пар. В конце процесса расширения давление пара р2, температура Т . Затем пар поступает в конденсатор (теплообменник), в котором за счет охлаждающей воды от пара при постоянном давлении рг отводится теплота (линия 2—3), происходит частичная конденсация пара. Процесс отвода теплоты 2—3 является изобарно-изотермическим процессом. В схеме установки (см. рис. 11.1) при рассмотрении цикла Карно насос заменяют компрессор.ом. Влажный пар с параметрами в точке 3 подается на прием компрессора и изоэнтропно сжимается с затратой работы (линия 3-—4), превращаясь в воду с температурой кипения. Затем кипящая вода подается в котел, и цикл замыкается. [c.163]

Процессы частичного испарения при адиабатном расширении влажного пара происходят, если их (процессов) начальное состояние определяется степенью сухости, меньшей чем 0,5, т. е. в области слева от линии сухости с —0,5 (рис. 9.4,6). [c.100]

Процессы частичной конденсации при адиабатном расширении влажного пара происходят, если их (процессов) начальное состояние определяется точкой справа от линии д = 0,5 (рис. 9.4,6). Работу адиабатного процесса можно определить из уравнения первого закона термодинамики, которое при di = 0 примет вид [c.100]

Таким образом, в потоке многофазной среды имеются два вида потерь кинетической энергии уменьшение кинетической энергии из-за неравновесности процесса и необратимые потери энергии. В связи с этим при адиабатическом расширении влажного пара уменьшение действительной разности энтальпий по сравнению с Яод следует характеризовать не одним коэффициентом потерь, как это принято в газодинамике гомогенных сред, а по крайней мере двумя. [c.130]

Рассмотрим некоторые частные случаи расширения влажного пара в проточной части турбинной ступени. Первый, наиболее распространенный случай, когда пар перед ступенью перегрет, а процесс расширения пересекает верхнюю пограничную кривую (линию насыщения). Если также предположить, что срабатываемый ступенью теплоперепад невелик, т. е. отсутствует скачкообразное выделение влаги, то, очевидно, в сопловом аппарате конденсация пара невозможна. Действительно, в ядре потока величина переохлаждения меньше максимальной, необходимой для возникновения скачка конденсации, а на границах канала (у стенок лопаток и бандажей) энтальпия пара существенно больше, чем в ядре. Энтальпия пара в пограничном слое на стенках сопла равна [c.321]

Адиабатному процессу расширения влажного насыщенного пара на рис. 36 отвечает линия I—2". [c.170]

Потери от влажности пара наблюдаются в ступенях турбины, работающих в области влажного пара, В процессе расширения этого пара степень влажности его возрастает и частицы влаги укрупняются, образуя капли. Скорость движения капель воды сщ при выходе из сопла меньше, чем скорость пара С], Поэтому, как следует из построения треугольников скоростей на рис, 28-10, относительная скорость капель воды по величине и направлению получается иной, чем у пара wi. [c.445]

Работа расширения и количество подведенной теплоты могут быть определены по формулам изобарного процесса, хак как рассматриваемый изотермический процесс, протекающий, в области влажного пара, одновременно является процессом изобарным. Следовательно, работа расширения определяется по уравнению (205) [c.203]

Что касается циклов с распадающимся на две фазы рабочим веществом, в частности циклов паросиловых установок, то иа том участке, где рабочее тело является влажным паром, изотермичность процессов подвода и отвода теплоты обусловливается поддержанием постоянного давления. Поэтому для процесса отвода теплоты, который лежит в области двухфазных состояний, ступенчатого сжатия не требуется. Для процесса подвода теплоты на том участке, где рабочее тело находится в виде перегретого пара, ступенчатый подогрев целесообразен, однако главным образом для повышения средней температуры рабочего тела на этом участке и увеличения степени сухости пара в процессе расширения (рис. 15.4). В этом случае также эффективна регенерация теплоты, которая осуществляется ступенчатым расширением пара в турбине (правая ветвь цикла) с отбором между ступенями части пара для подогрева жидкого рабочего тела. [c.524]

В котле Г при подводе теплоты = ql + q образуется сухой насыщенный пар высокого давления Pi. Образовавшийся в котле пар (на диаграммах точка 1) поступает па турбину Г, где адиабатно расширяется в процессе 1—2, производя полезную работу. Влажный насыщенный пар, полученный в процессе расширения (точка 2), поступает в конденсатор КД, где от него при постоянном давлении и температуре отводится теплота q. - Процесс конденсации 2—3 в цикле Ренкина доводится до получения насыщенной жидкости низкого давления р. (точка 5). Затем насосом Н жидкость подается в котел Г (процесс 3—4), на что затрачивается работа Давление жидкости адиабатно повышается от р до р . В этом процессе изменение температуры незначительно, поэтому точка 3, соответствующая насыщенной жидкости давления р , и точка 4, соответствующая ненасыщенной жидкости давления р , на S — Т- и S — i-диаграммах практически совпадают. (В s — i-диаграмме точки 3 ц 4 тоже совпадут, так как изобары в области [c.99]

Рассмотрим адиабаты В-В и С-С (рис. 9.4, б). Первый адиабатный процесс расширения В-В, как видно из рис. 9.4,6, сопровождается частичным испарением жидкости, а второй С-С— наоборот—частичной конденсацией пара. Это явление обусловлено тем, что теплоемкость сухого пара с" отрицательна, а кипящей жидкости с положительна. Путем сжатия, например отточки В к точке В (рис. 9.4,6), можно перевести влажный пар с малой степенью сухости к в кипящую жидкость а влажный пар с большой степенью сухости х путем сжатия, например от точки 2 к точке /, можно перевести в сухой насыщенный (а .= 1) и далее в перегретый. [c.100]

На рис. 8.45 представлен теоретический цикл паровой компрессионной холодильной машины. Процесс 4—/ представляет собой испарение жидкого холодильного агента при температуре и давлении за счет теплоты охлаждаемого тела. Состояние влажного пара, засасываемого компрессором, характеризуется точкой 1. Компрессор сжимает пар адиабатически по линии 1—2. Состояние в точке 2 соответствует сухому насыщенному пару, а в некоторых циклах — влажному или перегретому пару. Сжатый холодильный агент поступает затем в конденсатор, где осуществляется процесс отдачи теплоты (линия 2—3) при постоянном давлении и соответствующей ему температуре Тд. Адиабатическое расширение жидкости по линии 3—4 обусловливает необходимость использования расширительного цилиндра. [c.559]

Уравнения (10.17) и (10.18) позволяют рассчитывать обратимый адиабатный процесс в области влажного пара. Рассмотрим три примера изоэнтропного расширения водяного пара (рис. 10.6). В первом примере начальное состояние— сухой насыщенный пар, заданный давлением рь Во втором примере начальное состояние — влажный пар (известны его давление р) и степень сухости Х]). В третьем примере начальное состояние — перегретый пар, заданный давлением р) и температурой Тъ Во всех трех примерах изоэнтропное расширение заканчивается в области влажного пара (дано конечное давление рг) . Рассчитываемые процессы изображены в к, -диаграмме (рис. 10.6) прямыми I, II я III. Блок-схемы расчета / 1 и Лг в процессах III представлены на рис. 10.-7. [c.252]

Если Рк<Ра, то адиабатный процесс заканчивается в области влажного пара. Для расчета такого процесса дополнительно находятся энтропия в точке А по (10.18) температура пара в конце процесса, равная температуре насыщения при конечном давлении Рк, изобарно-изотермический. потенциал (рг и энтальпии кипящей жидкости Л г и сухого насыщенного пара /г"г при конечном давлении. Все это позволяет определить энтальпии в конце изоэнтропного расширения Л2 и йгд (10.20), аналогичные энтальпиям / 4 и /г4А для процесса 3—4д. Энтальпия в конце действительного процесса расширения йгд при этом находится по (10.48) применительно к процессу А—2д, аналогичному процессу А—4д на рис. 10.26,е. Заканчивается этот фрагмент программы расчетом степени сухости пара за турбиной д 2д по (10.52). В результате расчета процесса 1—2д находятся энтальпии пара перед турбиной, за турбиной (для обратимого и необратимого процессов) и конечная степень сухости Х2д. После этого аналогично рассчитывается процесс 3—4д, в результате чего находятся Аз, А4, Л4Д и Хщ (рис. [c.291]

Как видно из рис. 1.70, понижение конечного давления р2 (при неизменных pi и Ti) повышает термический к. п. д. цикла Ренкина, поскольку в области влажных паров это сопровождается понижением температуры Т2, а следовательно, расширяется температурный интервал цикла. Из этого же рисунка видно, что понижение р2 увеличивает степень заполнения площади цикла Карно площадью цикла Ренкина, вследствие чего относительный термический к. п. д. цикла Ренкина увеличивается. Однако с понижением рг расширение пара в турбине спускается в область влажных паров, следовательно, необратимость этого процесса возрастает, и поэтому внутренний относительный к. п. д. цикла Ренкина уменьшается. Из этого анализа следует, что одновременное повышение начальных параметров пара и понижение его конечного давления повышает степень термодинамического совершенства цикла Ренкина. Обычно давление пара в конденсаторе pi = 0,003...0,005 МПа. [c.95]

Адиабатный процесс (рис. 3.9). При адиабатном процессе расширения пара его давление и температура понижаются и, как это следует из графиков, перегретый пар становится сухим насыщенным (точка / )> а затем влажным (точка 2). В этом процессе dq = в и удельная работа расширения совершается за счет изменения удельной внутренней энергии пара [c.70]

При адиабатном расширении жидкости (процесс а-Ь) давление уменьшается и, как это усматривается из рис. 12.10, жидкость превращается во влажный насыщенный пар при паросодержании .) й, т. е. жидкость частично переходит в пар. При таком же расширении перегретого пара (процесс /-/ ) происходит падение давления, уменьшение степени перегрева и перегретый пар превращается в сухой насыщенный (точка /"). Дальнейшее адиабатное расширение сухого насыщенного пара делает его влажным (точка 2). [c.179]

Далее в турбине происходит адиабатное расширение пара 1-2 до давления / 2- После расширения удельная энтальпия пара равна i . Затем начинается изобарный процесс 2-3 конденсации пара (в области влажного пара — изобарно-изотермический), в результате которого получается вода при температуре с удельной энтальпией [c.239]

Если с"<0 и велико по абсолютной величине (рис. 14-47), то пар Б конце расширения окажется чересчур влажным. Наиболее выгодный вид верхней пограничной кривой с учетом отклонения реального процесса расширения от адиабаты вправо соответствует небольшому отрицательному значению с" (рис. 14-46). При этом, с одной стороны, влажность в конце расширения невелика, а с другой стороны, весь процесс отвода тепла происходит в области влажного пара. [c.459]

Из табл. 10-1 следует, что при применении пара высокого давления влажность его в турбине в конце процесса расширения становится значительней даже при очень высокой начальной температуре. Между тем работа турбин на влажном паре недопустима, так как она вызывает увеличение потерь и износ (эрозию) турбинных лопаток в результате механического воздействия на них взвешенных в паре частиц влаги. [c.121]

У паровых турбин в ступенях, где протекает влажный пар, возникают потери, обусловленные тем, что в процессе расширения степень влажности пара возрастает и частицы влаги укрупняются, образуя капли. Поскольку абсолютная скорость движения капель воды при выходе из сопла меньше, чем скорость пара, относительная скорость капель во- [c.336]

При частичном удалении влаги из проточной части турбины процесс расширения влажного пара на ts-диаграмме сдвигается вправо (рис. 8). Отведенная вода не участвует в дальнейшей работе. Оставшийся пар с уменьшенным влагосодержанием обладает большей удельной работоспособностью, чем до влагоудаления. Дадим оценку увеличения перепада энтальпий пара h при вла-гоудалении. [c.32]

Процесс расширения влажного пара в турбоустановке, как правило, начинается с первой ступени ЦВД при влажности пара от 0,1 до О, 7 % и при влажности нара около 1 % в первой ступени цилиндра низкого давления (ЦНД) в схеме с внешним сепаратором, но без пароперегревателя или из зоны перегретого пара с переходом во влажный пар во второй или третьей ступенях от гонпа проточной части ЦНД, если турбоустановка имеет сепаратор-парс перегреватель (последний имеет подавляющее большинство АЭС). [c.265]

Процессы расширения влажного пара в отдельных ступенях многоступенчатой турбины существенно различаются в зависимости от того, пересекает процесс расширения ли-ниюнасыщения или находится вдвух-фазной области. Рассмотрим процесс расширения пара в г—s-диаграмме для четырех ступеней (рис. 7.18). Процесс расширения в первой ступени лежит в однофазной области. [c.290]

Рассмотрим процесс расширения влажного пара в сопле. Предположим, что скачки конденсации отсутствуют, а расширение среды предельно неравновесно, т. е. тепло- и массообмен между фазами отсутствует полностью и скорости частичек жидкости и пара одинаковы. В этом случае степень сухости пара Хо и температура жидкости остаются неизменными на протяжении всего процесса расширения (Х0 = Х2 = onst 70= T D = onst). Определим величину [c.124]

На рис. 4-3 показаны графики распределения локальных давлений и максимального переохлаждения пара по обводу профиля С-9012А для перегретого, насыщенного и влажного пара на входе перед решеткой по параметра.м полного торможения (Ма = = 0,7 Re = 2,5-10 г = 0,75 Д,р = 0,1). Модальный размер капель иа входе в решетку <з и был значительным п составлял около 80 мкм. Анализируя эти графики, можно отметить, что при переходе от перегретого к- сухому иасыщенному, а также к влажному пару относительное давление возрастает во всех точках обвода профиля. Однако наиболее интеясивное увеличение давления обнаруживается на конфузорных участках, а наименее интенсивное — па диффу-зорных участках (спинки). Этот результат объясняется испарением капель в конфузор-ном потоке и его увлажнением в развитом диффузорном потоке. В процессе расширения влажного пара температура капель оказывается выше, чем температура переохлажденного пара и (при больших размерах капель) чем температура насыщения. При торможении на диффузорных участках температура пара повышается и, таким образом, температура капель может быть ниже температуры пара, что вызывает частичную конденсацию (увлажнение) пара. Ускорение перегретого и переохлажденного пара осуществляется только в результате геометрического воздействия. Поток переохлажденного пара с каплями жидкости испытывает также расходное и тепловое воздействие. При наличии скольжения (а оно неизбежно имеет место в каналах решетки) определенную роль играет механическое взаимодействие фаз. [c.81]

Требуется, например, определить конечную температуру и массу сконденсировавшегося пара в адиабатном процессе расширения влажного воздуха при постоянном влагосодержании, если в начальном состоянии р1 = 0,62МПа, ф1 = 0,60 (60%), d = i = 0,105 конечное давление 0,2 МПа. [c.194]

В диаграмме pv (фиг. 72) аЬ — изотермический (при Тн, = = onst) и одновременно изобарный (при р = onst) процесс парообразования с затратой тепла г . В точке а — начало парообразования, кипения воды х = 0), а в точке Ь — сухой насыщенный пар х = 1) Ьс — адиабатный процесс расширения пара в машине от pi до р , при котором происходит постепенно увеличение его влажности d — изотермический (при Г ,) и одновременно изобарный (при Р2 = onst) процесс сжатия влажного пара с отводом от него тепла г2, [c.149]

В сравнительно длинном разгонном сопле перед исследуемой решеткой рассогласование скоростей фаз невелико, частицы жидкой фазы приобретают большие скорости и процесс дробления капель на входных кромках лопаток и в межлопаточных каналах происходит более интенсивно. Структура потока в решетке оказывается мелкодисперсной, что дает основания предположить существование частичной конденсации пара. При этом следует иметь в виду, что в связи с длительным пребыванием капель в разгонном сопле их температура приближается к термодинамической температуре пара. На входных участках профиля температура пара растет. Следовательно, температура капель в этой зоне оказывается ниже температуры пара, и происходит частичная конденсация. Из уравнения обращения воздействия при dy>0 и Ма<1 следует, что йр/р вл> > dplp n, т. е. при дозвуковых скоростях и конденсации падение давления при расширении влажного пара происходит более интенсивно, чем при расширении перегретого пара. Кроме того, на входных участках сопла капли вследствие инерции дополнительно разгоняют паровую фазу. Под воздействием этих факторов, преобладающих. [c.82]

В настоящее время в криогенной технике широко используют метод адиабатного расширения для получения низких температур. Процесс расширения газа, близкий к изоэптроиному, осуществляется в этих установках в иоршиевых детандерах и турбодетандерах с отдачей внешней работы. При расширении в области влажного пара понижение температуры в адиабатных процессах (dq = 0) обратимого расширения (ds = 0) и дросселирования одинаково. Однако состояния по завершении каждого из процессов 7—9 и 7—8 различны. Трение в необратимом процессе дросселирования 7—8 привело к увеличению паросодержа-ния потока в конце процесса по сравнению с обратимым процессом 7—9. Увеличепие паросодержания будет тем выше, чем больше работа расширения. Для паровых холодильных машин процесс расширения осуществляют от состояния насыщенной или ненасыщенной жидкости, В этом случае работа расширения в детандере сравнительно мала. Поэтому в паровых холодильных машинах, учитывая также высокую стоимость детандера в сравне- [c.123]

И К. п. д. установки из-за дополнительных необратимых потерь влажного пара на лопатках. Под воздействием капельной влаги пара происходит эрозия лопаток. Поэтому в установках с высокими начальными параметрами пара применяют промежуточный перегрев пара, что снижает влажность пара в процессе расширения и ведет к повышению к. п.д. установки. Рассмотрим схему установки с промежуточным перегревом пара. (рис. 11.9) и цикл этой установки в Т — 5-диаграмме (рис. 11.10). Из парового котла пар поступает в основной пароперегреватель 2 и далее в турбину высокого давления 4, после расширения в которой пар отводится в дополнительный пароперегреватель 3, где вторично перегревается при давлении р р до температуры Ts. Перегретый пар поступает в турбину низкого давления 5, расширяется в ней до конечного давления р2 и направляется в конденсатор 7. Влажность пара после турбины при наличии дополнительного перегрева его значительно меньше, чем без дополнительного перегрева хд>Х2. Применение промежуточного перегрева пара повышает к. п.д. реальных установок примерно на 4%. Этот выигрыш получают как за счет повышения относительного к. п.д. турбины низкого давления, так и за счет некоторого повышения суммарной работы изо-энтропного расширения на участках цикла 1—7 и 8—9 (см. рис. 11.10) по отношению к изоэнтропной работе расширения на участке 1—2 в силу того, что разность энтальпий процесса 8—9 больше разности энтальпий процесса 7—2, так как изобары в к — 5-диаграммах несколько расходятся слева направо (см. рис. 8.11). [c.172]

Заметим, что с очень влажными парами при их адиабатном расширении происходит обратное явление, а именно — их степень сухости не уменьшается, а увеличивается. Так, в процессах а и Ь (рис. 5.11,6) степень сухости пара при адиабатном распщрении увеличивается, в процессах с и d — уменьшается. [c.146]

Для снижение температуры хладагента можно применить рас ширительную машину (детандер) и осуществить в ней адиабатное расширение 3-4 (с выполнением удельной внешней работы /д за счет убыли внутренней энергии). Образовавшаяся парожидкостная смесь (влажный пар) с низкой температурой поступает по трубам в испаритель И, установленный в холодильной камере ХК, где находятся охлаждаемые тела, и отбирает у них удельную теплоту 7з. За счет этой теплоты происходит дальнейшее испарение жидкой фазы хладагента при постоянных температуре и давлении (процесс 4 -Г) и образовавшийся пар вновь засасывается компрессором К - [c.134]

При адиабатном расширении перегретого пара в цилиндре машины или турбины до противодавления пар обычрго в конечном состоянии становится влажным. Конечное паросодержание влажного насыщенного пара тем меньше, чем выше началь юе давление (начальная точка процесса сдвигается влево на диаграммах pv, Ts и is). Паросодержание Xj не должно быть ниже 0,87. .. 0,88 во избежание эрозии лопаток паровых турбин. Поэтому при переходе к болёе высокому начальному давлению р необходимо одновременно повышать и начальную температуру перегрева, так как при этом увеличивается х , [c.249]

Из рассмотрения адиабатного процесса в системе s — Г (рис. 10-8), например адиабат А—В и D — E, можно сделать заключение, что при расширении, когда линия процесса направлена вниз, вода частично превращается в пар, а влажный пар при высоких значениях х частично конденсируется. В результате адиабатного сжатия паро-водяная смесь небольшой степени сухости (точка В) может быть превращена в жидкость, а паро-водяная смесь сравнительно большой степени сухости (точка Е) сначала в сухой насыщенный пар (точка пересечения прямой E — D с линией j =l), а затем в перегретый пар, [c.112]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...