Теплотехника → Техническая термодинамика
Артикул: тепл55
Автор решения: testadmin
Задание. Барабан котла имел объем V (м3) и на z процентов по объему был заполнен водой, а остальная часть – сухим насыщенным паром. Исходное давление в барабане…
Задание. Барабан котла имел объем V (м3) и на z процентов по объему был заполнен водой, а остальная часть – сухим насыщенным паром. Исходное давление в барабане было P1 (МПа), а давление в топке котла 0,1 Мпа.
При закрытых вентилях к исходной пароводяной смеси в течении τвзр минут подводилась теплота от сгорания (кДж/кг). К.п.д. котла равен ηК , а расход топлива - Gтопл (кг/с).
При поднятии давления в барабане до P2 (МПа) в результате прожога стенки в барабане произошел взрыв, процесс которого можно считать изоэнтропическим.
Определить:
-
Время взрыва τвзр, мин;
-
Состояние пара к моменту взрыва;
-
Давление в барабане при полном испарении воды Pисп, МПа;
-
Время, потребленное на полное испарение воды τисп;
-
Объем пара в конце взрыва;
-
Работу расширения пара при взрыве.
|
№ варианта
|
V, м3 |
Z, % |
P1, МПа |
QНР, кДж/кг |
ηК |
Gтопл, кг/с |
Р2, МПа |
|
1.Вариант |
8,5 |
0,6 |
1,0 |
12600 |
0,875 |
4,89 |
2,0 |
|
8,0 |
0,6 |
0,9 |
12600 |
0,875 |
5,0 |
2,0 |
|
|
8,0 |
0,7 |
1,2 |
12000 |
0,900 |
7,0 |
3,0 |
|
|
8,5 |
0,7 |
0,95 |
13000 |
0,89 |
5,0 |
3,0 |
|
|
7,0 |
0,7 |
0,7 |
15000 |
0,9 |
5,0 |
4,0 |
|
|
6.Вариант |
9,0 |
0,6 |
1,0 |
20000 |
0,9 |
4,5 |
3,0 |
|
7,0 |
0,7 |
0,99 |
23000 |
0,88 |
4,0 |
5,0 |
|
|
7,5 |
0,6 |
1,0 |
22000 |
0,9 |
6,0 |
6,0 |
|
|
8,0 |
0,5 |
1,2 |
24000 |
0,9 |
5,0 |
7,0 |
|
|
10,0 |
0,6 |
1,0 |
23000 |
0,89 |
5,5 |
8,0 |
|
|
10,0 |
0,6 |
1,0 |
23000 |
0,89 |
5,5 |
9,0 |
|
|
8,5 |
0,6 |
1,0 |
18000 |
0,88 |
5,0 |
9,5 |
|
|
8,5 |
0,6 |
1,0 |
18000 |
0,88 |
5,0 |
12,0 |
|
|
7,0 |
0,7 |
0,7 |
15000 |
0,9 |
5,0 |
8,0 |
|
|
7,0 |
0,7 |
0,7 |
15000 |
0,9 |
5,0 |
12,0 |
|
|
9,0 |
0,6 |
1,0 |
20000 |
0,9 |
4,5 |
6,0 |
|
|
9,0 |
0,6 |
1,0 |
20000 |
0,9 |
4,5 |
12,0 |
|
|
8,0 |
0,7 |
1,2 |
12000 |
0,9 |
7,0 |
6,0 |
|
|
8,0 |
0,7 |
1,2 |
12000 |
0,9 |
7,0 |
10,0 |
|
|
8,0 |
0,7 |
1,2 |
12000 |
0,9 |
7,0 |
12,0 |
|
|
6,0 |
0,6 |
1,0 |
24000 |
0,89 |
7,2 |
3,0 |
|
|
6,0 |
0,6 |
1,0 |
24000 |
0,89 |
7,2 |
6,0 |
|
|
6,0 |
0,6 |
1,0 |
24000 |
0,89 |
7,2 |
9,0 |
|
|
24.Вариант |
6,0 |
0,6 |
1,0 |
24000 |
0,89 |
7,2 |
12,0 |
|
25.Вариант |
6,5 |
0,5 |
1,0 |
20000 |
0,9 |
7,2 |
7,0 |
Таблица с вариантами
Для, того, чтобы помочь решить ваш вариант, необходимо нажать "Заказать похожую задачу" и указать свой номер варианта, либо указать ваши исходные данные для расчета.
P.S:Хочется отметить, что в таблице иногда давление при взрыве приходится корректировать, так как расчетная точка выходит за пределы рабочей области IS- диаграммы.
Решение задачи
Расчет ведется по 4 характерным точкам:
Точка 1. Начальная точка. На IS диаграмме область влажного пара с начальной степенью сухости x=... В котле имеется незначительное количество воды по сравнению с его объемом. При подводе теплоты происходит процесс парообразования. Так как объем в котором происходит процесс, неизменен, то увеличиваются давление и температура парообразования.
В итоге вся вода в котле выкипает. Получим
Точка 2. Состояние сухого насыщенного пара. В данном случае степень сухости x=1.
Далее происходит перегрев пара. Область перегретого пара. Также увеличиваются давление и температура в котле.
В заданной точке происходит прожиг стенки котла - взрыв. Это будет точка 3.
Точка 3. При заданном предельном давлении разрушается оболочка котла. Пар устремляется наружу.
Адиабатное расширение. В паротурбинных установках играет хорошую роль, так как вся запасенная внутренняя энергия (почти вся) переходит в работу... Здесь же ничего хорошего. По сути так получили Чернобыль.
Когда в процессе адиабатного расширения, давление пара в котле стало равным атмосферному - получим точку 4.
Точка4. Пересечение линий изоэнтропы и линии изобары (линия атмосферного давления)
По сути конечное состояние котла после взрыва. Внутри остался возможно немного перегретый пар, если температура при взрыве была весьма высокой, либо влажный пар, со степенью сухости близкой к единице.
