Презентация Термодинамические основы работы теплоэнергетических установок. Циклы ДВС онлайн

На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Термодинамические основы работы теплоэнергетических установок. Циклы ДВС абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 119 слайдов. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.

Презентации » Физика » Термодинамические основы работы теплоэнергетических установок. Циклы ДВС

Просмотр ВСЕЙ презентации! ЖМИТЕ

Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!

Смотреть онлайн
Скачать

Тип файла:

ppt / pptx (powerpoint)
Всего слайдов:

119 слайдов
Для класса:

1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
Размер файла:

3.03 MB
Просмотров:

128
Скачиваний:

0
Автор:

неизвестен

Слайды и текст к этой презентации:

№1 слайд

Содержание слайда: Термодинамические основы работы теплоэнергетических установок Циклы ДВС

№2 слайд

Содержание слайда: Цикл Карно 1-2 изотермическое расширение 2-3 адиабатное расширение 3-4 изотермическое сжатие 4-1 адиабатное сжатие

№3 слайд

Содержание слайда: Цикл Карно

№4 слайд

Содержание слайда: Циклы ДВС

№5 слайд

Содержание слайда: Циклы ДВС Масса рабочего тела не меняется При подводе теплоты (сжигании топлива) не происходит химических реакций. Не происходит побочных потерь теплоты, кроме основной – во время выпуска газов. Процессы сжатия и расширения происходят адиабатно. Процесс отвода рабочего тела заменяется отводом теплоты через стенки цилиндра Все процессы считаются обратимыми Рабочим телом принимается идеальный газ

№6 слайд

Содержание слайда: Теоретические циклы ДВС

№7 слайд

Содержание слайда: Цикл Отто

№8 слайд

Содержание слайда: Цикл Отто 1-2 адиабатное сжатие рабочего тела 2-3 изохорный подвод теплоты 3-4 адиабатное расширение рабочего тела 4-1 изохорный отвод теплоты от рабочего тела к холодному источнику

№9 слайд

Содержание слайда: Характеристики цикла Отто

№10 слайд

Содержание слайда: Необходимо отметить ε = 7..11 Во время впуска в цилиндр поступает топливовоздушная смесь Топливовоздушная смесь воспламеняется благодаря электрическому заряду Сгорание происходит очень быстро ηt = 25…30 %

№11 слайд

Содержание слайда: Цикл Дизеля

№12 слайд

Содержание слайда: Цикл Дизеля 1-2 адиабатное сжатие рабочего тела 2-3 изобарный подвод теплоты 4-5 адиабатное расширение рабочего тела 5-6 изохорный отвод теплоты от рабочего тела к холодному источнику

№13 слайд

Содержание слайда: Характеристики Цикла Дизеля

№14 слайд

Содержание слайда: Необходимо отметить ε = 15…22 Во время впуска в цилиндр поступает воздух Топливо воспламеняется путем самовоспламенения Сгорание длиться столько же, сколько длиться процесс впрыскивания ηt = 40…45 %

№15 слайд

Содержание слайда: Цикл Тринклера (Сабатэ) 1-2 адиабатное сжатие рабочего тела 2-3 изобарный подвод теплоты 3-4 изохорный подвод теплоты 4-5 адиабатное расширение 5-6 изохорный отвод теплоты от рабочего тела к холодному источнику

№16 слайд

Содержание слайда: Характеристики цикла Тринклера-Сабатэ

№17 слайд

Содержание слайда: Сравнение циклов Отто и Дизеля при ε=const

№18 слайд

Содержание слайда: Сравнение циклов ДВС Т3=const 1234 – цикл с изохорным подводом теплоты 12’34 – цикл с изобарным подводом теплоты

№19 слайд

Содержание слайда: Термодинамические основы работы теплоэнергетических установок Схемы и циклы ГТУ

№20 слайд

Содержание слайда:

№21 слайд

Содержание слайда: Цикл ГТУ с подводом теплоты в процессе v=const (импульсная) 1 – компрессор 3 – камера сгорания 4 – топливный насос 5 – клапаны 6 – газовая турбина

№22 слайд

Содержание слайда: Изменение давления в зависимости от времени в камере сгорания

№23 слайд

Содержание слайда: Цикл ГТУ с подводом теплоты в процессе v=const (импульсная) 1-2 адиабатное сжатие воздуха в компрессоре 2-3 изохорный подвод теплоты (v=const) 3-4 адиабатное расширение рабочего тела в газовой турбине 4-1 изобарный отвод теплоты

№24 слайд

Содержание слайда: Характеристики цикла ГТУ с подводом теплоты в процессе v=const (импульсная)

№25 слайд

Содержание слайда: Экономичность цикла ГТУ с подводом теплоты в процессе v=const (импульсная)

№26 слайд

Содержание слайда: Цикл ГТУ с подводом теплоты в процессе p=const 1 – компрессор 2 – камера сгорания 3 – газовая турбина 4 – электрогенератор 5 – топливный насос

№27 слайд

Содержание слайда: Простейшая камера сгорания ГТУ 1 – подвод топлива 2 – регистр 3 – пламенная труба 4 – смеситель 5 – зона смешения 6 – зона горения 7 – корпус 8 – топливораздающее устройство

№28 слайд

Содержание слайда: Цикл ГТУ с подводом теплоты в процессе p=const 1-2 адиабатное сжатие воздуха в компрессоре 2-3 изобарный подвод теплоты (p=const) 3-4 адиабатное расширение рабочего тела в газовой турбине 4-1 изобарный отвод теплоты

№29 слайд

Содержание слайда: Характеристики цикла ГТУ с подводом теплоты в процессе p=const

№30 слайд

Содержание слайда: Экономичность цикла ГТУ с подводом теплоты в процессе p=const

№31 слайд

Содержание слайда: Сравнение циклов ГТУ Условия сравнения: , то есть отведенная теплота разная, то есть так как , то

№32 слайд

Содержание слайда: Сравнение циклов ГТУ Однако, ГТУ с изохорным подводом теплоты не получили широкого распространения. Недостатки Сложности в организации изохорного сгорания топлива Усложнение конструкции камеры сгорания Усиленный износ клапанов

№33 слайд

Содержание слайда: Цикл ГТУ с регенерацией тепла 1 – воздушный компрессор 2 – камера сгорания 3 – газовая турбина 4 – электрогенератор 5 - регенератор

№34 слайд

Содержание слайда: Цикл ГТУ с регенерацией тепла 1-2 адиабатное сжатие воздуха в компрессоре 2-2’ нагрев воздуха в регенераторе за счет теплоты уходящих газов 2’-3 нагрев рабочего тела в камере сгорания при p=const в процессе подвода тепла при сжигании топлива 3-4 адиабатное расширение рабочего тела в турбине 4-4’ – отвод теплоты от уходящих газов в регенераторе 4-1 – охлаждение газов в атмосфере

№35 слайд

Содержание слайда: Характеристики цикла ГТУ с регенерацией тепла

№36 слайд

Содержание слайда: Учет необратимости в ГТУ 1-2 адиабатное сжатие воздуха в компрессоре 1-2д условное необратимое адиабатное сжатие воздуха в компрессоре 2д-3 изобарный подвод теплоты (p=const) 3-4 адиабатное расширение рабочего тела в газовой турбине 3-4д условное необратимое адиабатное расширение рабочего тела в турбине 4-1 изобарный отвод теплоты

№37 слайд

Содержание слайда: Учет необратимости в ГТУ

№38 слайд

Содержание слайда: Термодинамические основы работы теплоэнергетических установок Схемы и циклы ПТУ

№39 слайд

Содержание слайда: Цикл Ренкина на перегретом паре 1 – котлоагрегат 2 - турбина 3 - электрогенератор 4 - конденсатор 5 – питательный насос ПЕ - пароперегреватель

№40 слайд

Содержание слайда: Цикл Ренкина на перегретом паре 1-2 расширение пара в турбине 2-2’ конденсация пара в конденсаторе 2’ -3 сжатие воды в питательном насосе 3-4 нагрев питательной воды до температуры кипения 4-5 генерация пара в котле 5-1 перегрев пара в пароперегревателе

№41 слайд

Содержание слайда: Термический КПД цикл Ренкина на перегретом паре - работа пара в турбине - работа сжатия в питательном насосе - подведенная теплота в котлоагрегате

№42 слайд

Содержание слайда: Влияние начальной температуры пара на термический КПД цикла Ренкина

№43 слайд

Содержание слайда: Влияние начального давления пара на термический КПД цикла Ренкина

№44 слайд

Содержание слайда: Влияние начального давления пара на термический КПД цикла Ренкина недостатки возрастает влажность и падает сухость дополнительное сопротивление эрозия лопаток турбины увеличивается работа насоса возрастает число ступеней методы борьбы одновременное повышение давления и температуры пара перед турбиной промежуточный (вторичный) перегрев пара

№45 слайд

Содержание слайда: Промежуточный перегрев пара (вторичный) КА – котлоагрегат ПЕ – пароперегреватель ППЕ – промежуточный пароперегреватель ЦВД – цилиндр высокого давления ЦСД – цилиндр среднего давления ЦНД – цилиндр низкого давления К – конденсатор ПН – питательный насос

№46 слайд

Содержание слайда: Промежуточный перегрев пара (вторичный) 1-6 расширение пара в ЦВД 6-7 промежуточный перегрев пара 7-2 расширение пара в ЦСД+ЦНД 2-2’ конденсация пара в конденсаторе 2’ -3 сжатие воды в питательном насосе 3-4 нагрев питательной воды до температуры кипения 4-5 генерация пара в котле 5-1 перегрев пара в пароперегревателе

№47 слайд

Содержание слайда: Промежуточный перегрев пара (вторичный) - работа пара в цилиндре высокого давления - работа пара в цилиндрах среднего и низкого давления - работа сжатия в питательном насосе - подведенная теплота в котлоагрегате - подведенная теплота в промежуточном паропергревателе

№48 слайд

Содержание слайда: Влияние конечных параметров пара на величину КПД цикла Ренкина

№49 слайд

Содержание слайда: Регенеративный цикл ПП – пароперегреватель Т – турбина ЭГ – электрогенератор К – конденсатор ПНД – подогреватель низкого давления ПН – питательный насос ПВД – подогреватель высокого давления

№50 слайд

Содержание слайда: Регенеративный цикл

№51 слайд

Содержание слайда: Влияние числа отборов на прирост термического КПД

№52 слайд

Содержание слайда: Основные характеристики цикла Теоретическая мощность турбины Внутренняя мощность турбины Эффективная мощность Электрическая мощность

№53 слайд

Содержание слайда: Основные характеристики цикла Относительный эффективный КПД Относительный электрический КПД Расход пара на турбину Удельный расход пара

№54 слайд

Содержание слайда: Внутренний КПД цикла Внутренний КПД цикла Эффективный КПД цикла КПД котлоагрегата

№55 слайд

Содержание слайда: Теплофикационные установки Комбинированной выработкой на электростанциях электроэнергии и теплоты называют теплофикацией, а турбины, применяемые на таких электростанциях – теплофикационными Тепловые электростанции, осуществляющие комбинированную выработку электроэнергии и теплоты называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ), в отличии от конденсационных электростанций (КЭС), вырабатывающих только электроэнергию

№56 слайд

Содержание слайда: Турбины с противодавлением (типа Р)

№57 слайд

Содержание слайда: Турбины с промежуточным регулируемым отбором пара (типа П)

№58 слайд

Содержание слайда: Турбина с двухступенчатым подогревом сетевой воды (типа Т)

№59 слайд

Содержание слайда: К – конденсационные К – конденсационные П – теплофикационные с производственным отбором пара Т – теплофикационные с отопительным отбором пара ПТ – теплофикационные с производственным и отопительным отбором пра Р – с противодавлением, без регулируемого отбора пара ПР – теплофикационные с противодавлением и с производственным отбором пара

№60 слайд

Содержание слайда: ТР – теплофикационные с противодавлением и с отопительным отбором пара ТР – теплофикационные с противодавлением и с отопительным отбором пара ТК – теплофикационные с отопительным отбором пара, с большой привязанной конденсационной мощностью КТ – теплофикационные с отопительными отборами нерегулируемого давления

№61 слайд

Содержание слайда: Маркировка паровых турбин 1 цифра – электрическая мощность (номинальная/максимальная) 2 цифра – начальное давление в МПа (кгс/см2 ) для П, ПТ, Р и ПР – давление производственного отбора и (или) противодавление в МПа (кгс/см2 ) частота вращения (50/25) – дробью после давления 3 цифра - модификация

№62 слайд

Содержание слайда: Примеры обозначений К-800-23,5-5 (или К-800-240-5) ПТ-140/165-12,8/1,5-2 КТ-1070-5,9/25-3 (КТ-1070-60/1500-3) ПР-6-35/15/5

№63 слайд

Содержание слайда: Термодинамические основы работы теплоэнергетических установок Эксергия

№64 слайд

Содержание слайда: Получение работы возможно, если система не находится в состоянии равновесия с окружающей средой Получение работы возможно, если система не находится в состоянии равновесия с окружающей средой Получение работы прекратиться при достижении состояния равновесия системы и окружающей среды Максимальную работу в цикле Карно можно получить при осуществлении обратимых адиабатных и изотермических процессов

№65 слайд

Содержание слайда: Система «рабочее тело-окружающая среда» I закон термодинамики для системы внутренняя энергия системы в начальном состоянии внутренняя энергия системы в конечном состоянии состоянии

№66 слайд

Содержание слайда: Для окружающей среды Для окружающей среды Работа системы

№67 слайд

Содержание слайда: Теплота, сообщенная среде Теплота, сообщенная среде Энтропия замкнутой адиабатной системы

№68 слайд

Содержание слайда: Получение работы прекратиться Получение работы прекратиться

№69 слайд

Содержание слайда: Эксергия Эксергия является максимальной работой, которую можно совершить в обратимом процессе изменения состояния системы (рабочее тело) от начальных параметров до параметров окружающей среды (состояние равновесия)

№70 слайд

Содержание слайда: Энергия и эксергия

№71 слайд

Содержание слайда: Виды эксергии и ее составляющие Для безэнтропийных видов энергии Механическая энергия Электрическая энергия

№72 слайд

Содержание слайда: Виды эксергии и ее составляющие Эксергия видов энергий, характеризуемых энтропией эксергия вещества в замкнутом объеме , Дж; , Дж/кг эксергия потока вещества , Дж; , Дж/кг эксергия потока теплоты , Дж; , Дж/кг эксергия потока излучения , Дж; , Дж/м2

№73 слайд

Содержание слайда: Эксергия вещества в замкнутом объеме и потоке состоит из следующих составляющих: Эксергия вещества в замкнутом объеме и потоке состоит из следующих составляющих: термической механической или (деформационной) реакционной концентрационной

№74 слайд

Содержание слайда: термическая ( ) + механическая ( ) = термомеханическая (термодеформационная, физическая) термическая ( ) + механическая ( ) = термомеханическая (термодеформационная, физическая) реакционная ( ) + концентрационная ( ) = химическая (нулевая)( )

№75 слайд

Содержание слайда:

№76 слайд

Содержание слайда: Термодинамические основы работы теплоэнергетических установок Виды эксергии и ее составляющие

№77 слайд

Содержание слайда: Эксергия вещества в замкнутом объеме оболочка непроницаемая неподвижная способна деформироваться проводить теплоту «нулевое» состояние, т.е. полное равновесие как внутри системы, так и с окружающей средой.

№78 слайд

Содержание слайда: Эксергия вещества в замкнутом объеме Взаимодействие системы и среды термическое механическое Максимальная полезная работа, которую может совершить вещество в замкнутом объеме, равна работе расширения (сжатия) за вычетом работы, затрачиваемой веществом на преодоление давления окружающей среды в обратимом процессе при pо.с.=const

№79 слайд

Содержание слайда: Эксергия вещества в замкнутом объеме

№80 слайд

Содержание слайда: Эксергия вещества в замкнутом объеме Так как параметры окружающей среды постоянны, обозначим При определении эксергии при переходе из состояния 1 в состояние 2 значение величины С не меняется, тогда: Для всей массы вещества, находящейся в замкнутом объеме

№81 слайд

Содержание слайда:

№82 слайд

Содержание слайда: Эксергия вещества в потоке оболочка непроницаемая подвижная способна деформироваться проводить теплоту «нулевое» состояние, т.е. полное равновесие как внутри системы, так и с окружающей средой.

№83 слайд

Содержание слайда: Эксергия вещества в потоке Взаимодействие системы и среды термическое механическое Функция отличается от функции количеством работы, связанной с перемещением потока вещества:

№84 слайд

Содержание слайда: Эксергия вещества в потоке С учетом, что В дифференциальной форме:

№85 слайд

Содержание слайда: Так как параметры окружающей среды постоянны, обозначим Так как параметры окружающей среды постоянны, обозначим При определении эксергии при переходе из состояния 1 в состояние 2 Для всего потока вещества при его расходе m:

№86 слайд

Содержание слайда: Эксергия вещества в потоке Для идеального газа с учетом Для изотермического потока идеального газа

№87 слайд

Содержание слайда: Эксергия потока теплоты Эксергия теплоты называется максимальная работа, которая может быть получена за счет теплоты, переданной от горячего источника тепла с температурой Т к рабочему телу, при условии, что холодным источником является окружающая среда с температурой Tоc

№88 слайд

Содержание слайда: Эксергия потока теплоты Воспринимаемая теплота рабочим телом от горячего источника Эксергия теплоты Непревратимая в работу часть теплоты

№89 слайд

Содержание слайда: Эксергия потока теплоты термический КПД цикла Карно откуда для всего теплового потока - эксергетическая температурная функция (коэффициент работоспособности теплоты)

№90 слайд

Содержание слайда:

№91 слайд

Содержание слайда: Физический смысл коэффициента работоспособности теплоты Количество работы, которую можно получить в идеальном прямом цикле от единицы теплоты

№92 слайд

Содержание слайда: Эксергия потока теплоты при p=const Тогда Эксергию теплового потока в процессах теплообмена при постоянном давлении можно вычислить как разность потока вещества до и после изменения температуры

№93 слайд

Содержание слайда: Эксергия потока излучения Эксергия потока излучения определяет максимальную работу, которая может быть выполнена во время обратимого процесса приведения этого излучения в состояние равновесия с окружающей средой (при Tо.с) - степень черноты излучающей поверхности - постоянная Стефана-Больцмана

№94 слайд

Содержание слайда: Эксергия потока излучения Т=0,63Tо.с, то энергия и эксергия излучения равны T>0,63T о.с, то эксергия излучения меньше его энергии T<0,63T о.с, эксергия излучения больше его энергии

№95 слайд

Содержание слайда: Термодинамические основы работы теплоэнергетических установок Эксергетический баланс Эксергетические потери

№96 слайд

Содержание слайда: Эксергетические балансы и эксергетическая производительность В обратимых процессах

№97 слайд

Содержание слайда: Виды потерь Внутренние потери – связанные с необратимостью процессов, протекающих внутри системы (трение) Внешние потери – связанные с условиями взаимодействия системы с окружающей средой и другими источниками и приемниками энергии (потери через тепловую изоляцию).

№98 слайд

Содержание слайда: Закон Гюи-Стодолы Когда полезная работа будет максимальной? Когда в системе протекают обратимые процессы Все процессы в системе протекают необратимо Необходимо рассчитать уменьшение полезной работы

№99 слайд

Содержание слайда: Закон Гюи-Стодолы Установка, работающая обратимо Установка, работающая необратимо Равное количество подведенной теплоты Q1 Количество и параметры подведенного вещества равны Количество и параметры отводимого вещества равны Меняется количество отводимого тепла Q0 (количество отведенного тепла для установки, работающей обратимо Q0s) Работа, совершаемая обратимой установкой максимальна lмакс

№100 слайд

Содержание слайда: Закон Гюи-Стодолы Энергетический баланс реальной установки Энергетический баланс идеальной установки Потери работы, вызванные необратимостью

№101 слайд

Содержание слайда: Закон Гюи-Стодолы Сумма приращений энтропии (для реальной установки) Сумма приращений энтропии (для идеальной установки)

№102 слайд

Содержание слайда: Эксергетический анализ топливоиспользующих установок

№103 слайд

Содержание слайда: Эксергия топлива жидкое топливо газообразное топливо каменный уголь бурый уголь

№104 слайд

Содержание слайда: Потери эксергии Паротурбинная установка 1-2 теоретическое расширение пара в турбине 1-2д реальное расширение пара в турбине 2д-2’ – процесс конденсации пара в конденсаторе 2’-3 – теоретическое сжатие в насосе 2’-3 – практическое сжатие в насосе 3-1 – подвод теплоты к рабочему телу в котле

№105 слайд

Содержание слайда: Потери эксергии Парогенератор В котельную установку входит поток воды с температурой и давлением : Суммарная эксергия топлива и окислителя

№106 слайд

Содержание слайда: Потери эксергии Парогенератор Из котла выходит пар с температурой и давлением В котле полезная работа не производится, тогда потери в котле

№107 слайд

Содержание слайда: Удельная эксергия теплоты, полученной при сгорании топлива при температуре Тг: Удельная эксергия теплоты, полученной при сгорании топлива при температуре Тг: Потери эксергии из-за потерь тепла в окружающую среду:

№108 слайд

Содержание слайда: Потери эксергии при переходе эксергии топлива в эксергию теплоты Потери эксергии при переходе эксергии топлива в эксергию теплоты Потери эксергии при передаче полученной теплоты к образующемуся водяному пару:

№109 слайд

Содержание слайда:

№110 слайд

Содержание слайда: Потери эксергии. Паропровод Эксергия пара на входе в паропровод равна эксергии пара на выходе из котла Эксергия пара с температурой T1 и давлением Р1 на выходе из паропровода

№111 слайд

Содержание слайда: Потери эксергии. Паропровод В паропроводе полезная работа не производится, тогда потери в паропроводе Эксергетический КПД паропровода

№112 слайд

Содержание слайда: Потери эксергии. Турбогенераторная установка Пар в турбину подается с температурой Т1 и давлением P1 Пар на выходе из турбины имеет температуру T2д и давление P2д

№113 слайд

Содержание слайда: Потери эксергии. Турбогенераторная установка Турбогенераторная установка производит работу (работа, передаваемая внешнему потребителю (электроэнергия, отдаваемая в сеть)) - теплота, выделяющаяся при сгорании топлива - эффективный абсолютный КПД всей теплосиловой установки

№114 слайд

Содержание слайда: Потери эксергии. Турбогенераторная установка Потери эксергии в турбогенераторе Потери эксергии, обусловленные механическими потерями в турбине Потери эксергии, обусловленные механическими и электрическими потерями в генераторе

№115 слайд

Содержание слайда: Потери эксергии. Турбогенераторная установка Остальные вызваны необратимым характером процесса расширения пара в турбине Эксергетический КПД турбогенераторной установки

№116 слайд

Содержание слайда: Потери эксергии. Конденсатор Эксергия пара, поступающего из турбины в конденсатор Эксергия конденсата, выходящего из конденсатора В конденсаторе полезная работа не производится, тогда потери эксергии

№117 слайд