Теоретичні основи теплотехніки (стр. 2 )

На графіках, як правило, повинна будуватися координатна сітка. Стрілки на координатних осях не ставляться. Символ і літерне позначення одиниці розміру пишуть над числами шкали осі координат і під віссю абсцис, справа, замість останнього числа шкали. Написи, як правило, не повинні виходити за межі графіку.

Таблиці (навіть якщо вона одна в документі) нумерують арабськими цифрами в порядку появи в межах усього розділу, за винятком таблиць, що наведені у додатках. Номер таблиці складається з номеру розділу і порядкового номеру таблиці, розділених крапкою. Наприклад, таблиця 5.6 (шоста таблиця п'ятого розділу). Таблиця може мати назву, що пишеться малими літерами (крім першої прописної) та розміщується над таблицею. Таблицю розташовують після першого нагадування про неї в тексті або на наступній сторінці таким чином, щоб її можна було читати без повороту записки або з поворотом за годинною стрілкою.

2.8. Висновки

Висновки можуть наводитися в будь - якому із розділів основної частини текстового документа (у цьому випадку вони включаються в рубрикацію цієї частини, тобто їм привласнюється номер). В обов'язковому порядку в текстовий документ включаються висновки по всій роботі, які оформлюються як структурний елемент. В останньому випадку вони пишуться після опису основної частини на новій сторінці.

Висновки повинні мати оцінку результатів роботи, зокрема, із погляду їхньої відповідності вимогам завдання. У висновках відзначається чим завершена робота: одержанням якісних і кількісних характеристик; розробкою нових технологічних процесів, конструкцій, схем, режимів; одержанням визначених результатів і т. д. Текст висновків може бути розділений на пункти.

Зокрема, у даному курсову проекті варто проаналізувати вплив характеру підведення теплоти до робочого тіла в камері згоряння, способу стиску робочого тіла в компресорі, на розмір термічного ККД.

2.9. Перелік посилань

У перелік посилань включаються літературні й інші джерела інформації, на які зроблені посилання в пояснювальній записці. Перелік посилань складається в тому ж порядку, у якому вони вперше згадуються в текстовому документі, тобто порядкові номера бібліографічних описів джерел є номерами посилань на них у тексті.

Посилання в тексті на джерела інформації вказують у порядку їхньої появи у виді номера, що проставляється у квадратних дужках, наприклад [24]. Нумерація посилань по всьому документі повинна бути наскрізною.

Зведення про книги записуються мовою оригіналу та повинні включати: прізвище й ініціали автора, назву книги, місце видання, видавництво і рік видання, об'єм сторінок. Наприклад:

1. Шелудченко [Текст] / , , .- Севастополь: Вебер, 2003.-330 с.

2.10. Додатки

У додатки включається допоміжний матеріал, до якого відносяться: проміжні математичні викладення і розрахунки; таблиці допоміжних цифрових даних; ілюстрації допоміжного характеру; протоколи й акти іспитів.

Додатки оформляють як продовження основної частини текстового документу, розташовуючи їх в кінці окремим блоком у порядку посилань на них у тексті. Номера сторінок на листах з додатками не ставляться.

На всі додатки в основній частині повинні бути зроблені посилання, а в змісті пишеться тільки слово «Додатки».

Кожний додаток починають із нової сторінки з указівкою вгорі слова «Додаток» малими літерами, (перша - прописна) і позначення додатку.

Додатки позначаються в порядку проходження прописних літер російського або українського алфавіту (за винятком літер Є, З, І, І, О, Ч, Ь), наприклад: «Додаток А», «Додаток Б». При наявності в текстовому документі тільки одного додатка він також повинен мати позначення.

Під позначенням додатка симетрично тексту на сторінці малими літерами (перша - прописна) у лапках розміщується змістовний заголовок додатка

Рисунки, таблиці і формули, наведені в додатку (навіть якщо вони в одиничному екземплярі), нумерують арабськими цифрами в межах додатку. Наприклад: «1» - перший рисунок додатку В; «2» - друга таблиця додатку Д; формула. (А.1) - перша формула додатку А.

3. РОЗРАХУНОК ЦИКЛУ ГАЗОТУРБІННОЇ УСТАНОВКИ

3.1. Розрахунок параметрів в основних точках

Цикл ГТУ може здійснюватися за ізобарним (рис. 3.1, а) або ізохорним підведенням теплоти (рис. 3.1, б). Параметри всіх точок визначаються окремо для кожного виду підведення теплоти. Побудова кривих ліній процесів у Р-V і Т-S - координатах здійснюється при розрахунку трьох проміжних точок.

Точка 1.

Параметри робочого тіла в початковому стані Р1, V1, Т1 задані у вихідних даних. Ентропія робочого тіла визначається вираженням:

де ср - питома теплоємність робочого тіла при постійному тиску,

R – питома газова постійна робочого тіла,

М – маса робочого тіла, виражена з рівняння стану:

, кг.

Точка 2

Процес стиску робочого тіла (рис. 3.2) може здійснюватися ізотермічно (крива 1 – 2t), адіабатно (крива 1 – 2s) і політропно (крива 1 – 2n).

Рис. 3.2. – Процеси стиску робочого тіла в компресорі

а) Стиск по ізотермі:

, бар; , м3 ; , К.

Ентропія робочого тіла наприкінці стиску:

, Дж/К або , Дж/К

б) Стиск по адіабаті (тиск наприкінці процесу):

, бар

Об'єм стиснутого робочого тіла:

, м3

Температура робочого тіла:

, К

При адіабатному стиску:

, Дж/ К

в) Стиск по політропі:

, бар; , м3 ; , К

, Дж/К або ,

де сn - питома теплоємність політропного процесу,

,

Згідно з рівнянням Майєра: .

Точка 3

Підведення теплоти в процесі 2-3 може здійснюватися по ізобарі та ізохорі.

При розрахунку параметрів точок 3 і 4 необхідно враховувати параметри точки 2, що залежать від способу стиску робочого тіла в компресорі. Щоб уникнути помилок, пов'язаних із похибкою розрахунків, параметри точок 3 і 4 варто висловити через вихідні дані.

а) Ізобарне підведення теплоти:

, бар; , м3 ;

при ізотермічному стиску робочого тіла:

, м3

при адіабатному стиску робочого тіла:

, м3

при політропному стиску робочого тіла:

, м3

аналогічно обчислюється температура Т3:

, К

Ентропія робочого тіла:

, Дж/К

б) Ізохорне підведення теплоти:

, бар; , м3 ; , К

, Дж/К

Точка 4

3-4 – процес розширення робочого тіла в газовій турбіні. Тиск наприкінці процесу розширення:

, бар.

Об'єм робочого тіла:

, м3.

Температура наприкінці процесу розширення:

, К.

Ентропія робочого тіла:

, кДж/ К

3.2. Визначення теплоти циклу

Кількість підведеної теплоти:

а) ізобарний процес (p – const): Q1 = М´cp´(T3-T2), Дж;

б) ізохорний процес (V- const): Q1 = М´сv´(T3-T2), Дж;

Кількість відведеної теплоти:

, Дж,

де - кількість теплоти, відведеної від робочого тіла в компресорі при стиску:

а) ізотермічному:

, Дж;

6) адіабатному:

, Дж;

в) політропному:

, Дж;

- кількість теплоти, відведеної від робочого тіла в ізобарному процесі 4-1:

, Дж.

Кількість теплоти, витраченої на корисну роботу циклу:

, Дж

3.3. Визначення роботи циклу

, Дж,

де - робота стиску:

а) ізотермічного:

, Дж;

б) адіабатного:

, Дж;

в) політропного:

, Дж;

– робота процесу підведення теплоти:

а) ізобарного:

, Дж;

б) ізохорного:

, Дж;

– робота адіабатного розширення робочого тіла:

, Дж;

– робота ізобарного процесу відводу теплоти:

, Дж.

3.4. Термічний ККД ГТУ

Термічні ККД циклів обчислюються за формулою:

Для перевірки правильності розрахунків за цією формулою використовують наступні формули:

– для циклу ГТУ з адіабатним стиском робочого тіла в компресорі й ізобарному підведенні теплоти:

;

– для циклу з адіабатним стиском робочого тіла в компресорі і ізохорному підведенні теплоти:

;

– для циклу ГТУ з ізотермічним стиском робочого тіла в компресорі й ізобарному підведенні теплоти:

;

– для циклу ГТУ з ізотермічним стиском робочого тіла в компресорі й ізохорному підведенні теплоти:

Перевіркою правильності розрахунку циклу є рівність корисної роботи циклу Lц і теплоти циклу Qц. Відносна помилка не повинна перевищувати 3%. Значення ККД, обчислені за загальною та відповідними формулами, не повинні відрізнятися.

4. РОЗРАХУНОК ЦИКЛУ ДВЗ ЗІ ЗМІШАНИМ ПІДВЕДЕННЯМ ТЕПЛОТИ

4.1. Характеристика двигунів

Поршневі двигуни, в яких згоряння палива і перетворення енергії продуктів згоряння на механічну енергію виконується у циліндрі двигуна, називають двигунами внутрішнього згоряння (ДВЗ). Аналогічні двигуни турбінного типу називаються газовими турбінами.

По суті ДВЗ не працюють замкненими циклами, тому що гази в них після розширення виводяться в атмосферу, а на їх мiсце надходить свіжа порція горючої сумiшi. Отже, внаслiдок здiйснення робочого циклу, робоче тiло в початковий стан не повертається. Тому графічне зображення такого циклу не є правомiрним з термодинамічної точки зору, тож для аналізу циклів використовується термодинамічний метод дослідження. Він полягає в тому, що процеси, які вiдбуваються в цилiндрi двигуна, ототожнюють з оборотними термодинамiчними процесами, що складають теоретичний цикл ДВЗ. При цьому процес горiння горючої сумiшi розглядають, як термодинамiчний процес, в якому пiдводиться теплота, процес виштовхування вiдпрацьованих газiв до атмосфери – процес вiдведення теплоти. Процеси стиснення газів вважають адiабатними.

Розглядаючи такий цикл, отримують найбільше можливе значення теплоти, перетвореної на роботу, тобто теоретичний ККД.

За дiйсних умов менша кiлькiсть теплоти перетворюється на роботу, i дiйсний ККД менший за теоретичний. Це пояснюється тим, що пiд час аналізу теоретичного циклу не враховано ряд явищ, наприклад, тертя, що має мiсце в дiйсних умовах. Зниження ККД у дійсних умовах під час розрахункiв враховується відповідними коефiцiєнтами. В основу класифікації циклів покладено характер підведення в них теплоти до газу.