– rasm - 10-ma’ruza. Aylanma termodinamik protsesslar yoki sikllar reja

2 – rasm. Renkin siklining Pv, Ts va hs diagrammasi
Siklda ish jismiga, beriladigan issiqlik miqdori (q1) Ts diagrammada a–3-5-4-6-1-v-s yuza bilan tasvirlanadi. Sikldan olinadigan issiqlik (q2) a – 3-2-v-a yuzaga, sikl ishi esa Pv diagrammada 3-5-4-6-1-2-3 yuzaga ekvivalent.
Renkin siklida issiqlik berish va olish jarayonlari izobaralar bo‘yicha amalga oshirilishi, izobarik jarayonda esa berilgan (olingan) issiqlik miqdori ish jismining jarayon boshi va oxiridagi entalpiyalari ayirmasiga teng bo‘lishi tufayli, Renkin sikliga tadbiqan quyidagilarni yozish mumkin:
q1=h1-h5 (1)
va
q2=h2-h3 (2)
Bu yerda h1 o‘ta qizigan suv bug‘ining qozondan chiqishdagi entalpiyasi
(p1 bosim va T1 temperaturada); h5 – suvning qozonga kirishdagi, ya’ni nasosdan chiqishdagi entalpiyasi (p1 bosim va T5 temperaturada); h2 – nam bug‘ning turbinadan chiqishdagi, ya’ni kondensatorga kirishidagi entalpiyasi (bu entalpiya p2 bosim bilan qat’iy aniqlanadigan to‘yinish temperaturasi T2 da suvning to‘yinish chizig‘idagi entalpiyasiga teng). 1 kg bug‘ning sikl davomida bajargan foydali ishi lfoy bug‘ning turbinaga kirishdagi h1 va undan chiqishdagi h2 entalpiyalarning farqiga teng:
lfoy = h1-h2 (3)
Umumiy ta’rifga ko‘ra, har qanday siklning termik F.I.K. t foydalanilgan issiqlik q1-q2 ning keltirilgan issiqlik q1 ga nisbatiga teng:
(4)
Renkin siklining F.I.K. ushbu ifodadan aniqlanadi:
(5)
Bu tenglamani quyidagi ko‘rinishda ham yozish mumkin:
(6)
Nasos bajargan ish (h5-h3) turbinada bajarilgan ishga (h1-h2) nisbatan juda kichik bo‘lishi tufayli, uni nazarga olinmasa, ya’ni h3h5 bo‘ladi desak, u holda (6) tenglamani quyidagi ko‘rinishda yozish mumkin.
(7)
Bu munosabatdan past bosimli bug‘ – kuch qurilmalar siklini taxminan hisoblashda foydalanish mumkin. Yuqori bosimli qurilmalarda nasos ishi kattaligini nazarga olmasdan bo‘lmaydi. Foydali ish birligi olish uchun turbina orqali muayyan miqdorda bug‘ o‘tkazish kerak; bug‘ning shu miqdori bug‘ning solishtirma sarfi deyiladi va d0 xarfi bilan belgilanadi (kg/J):
(8)
Barcha bug‘-kuch qurilmalari, asosan elektr energiyasi ishlab chiqarishga mo‘ljallangan bo‘ladi, shuning uchun bug‘ning solishtirma sarfi d0 elektr energiyasi birligiga to‘g‘ri keladigan birliklarda o‘lchanadi. Agar entalpiyalar farqi h1-h2 kJ/kg larda ifodalansa, u holda d0 kg/(kVtsoat) bilan ifodalanadi. 1 kVtsoat = 3600 kJ ekanligini hisobga olib, (8) formulani quyidagi ko‘rinishda yozish mumkin:
Muayyan quvvatda bug‘ning nisbiy sarfi qanchalik kam bo‘lsa, bug‘-kuch siklining F.I.K. shunchalik katta bo‘ladi. Zamonaviy bug‘-kuch qurilmalari o‘ta murakkab bo‘lishiga qaramasdan F.I.K. 90-98% ni tashkil qiladi. Renkin sikli termik F.I.K.ning kattaligi suv bug‘i parametrlariga qanday bog‘liqligini aniqlaymiz. Tadqiqotlar natijasida Renkin siklining F.I.K. quyidagi hollarda ortishi aniqlangan: p1 bosim ortsa, p2 bosim kamaysa va bug‘ning o‘ta qizish temperaturasi T1 ortsa. Bug‘-kuch qurilmalarining F.I.K. ortishi tufayli ko‘p miqdorda yoqilg‘i tejaladi. Masalan, quvvati 50 ming kVt bo‘lgan bug‘-kuch qurilmasining F.I.K. 1%ga ortsa, har soatda 250 kg shartli yoqilg‘i tejaladi. 15.1- jadvaldan ko‘rinib turibdiki, t1 va p1 o‘zgarmas bo‘lib, boshlang‘ich bosim p1 ortsa, Renkin siklining termik F.I.K. ortadi. Lekin p1 bosimni ortishi natijasida kengayish oxirida bug‘ning namligi ortadi.
t ning P1, t1, P2 larga bog‘liqligi
1 – jadval
P1, MPa
|
t, %
|
t1, 0S
|
t, %
|
P2, MPa
|
t, %
|
1,5
|
34
|
300
|
37,4
|
0,004
|
38,9
|
2,5
|
36,9
|
350
|
38
|
0,01
|
36,3
|
5
|
38,9
|
400
|
38,9
|
0,08
|
29,6
|
7,5
|
40,5
|
450
|
39,5
|
0,12
|
27,8
|
10
|
41,5
|
500
|
40,2
|
0,2
|
25,5
|
12,5
|
42
|
550
|
40,8
|
0,3
|
22,3
|
t1=400 0C; P2=0,004MPa
|
P1=5MPa; P2=0,004MPa
|
P1=5MPa; t1=400 0S
|
|