Файл: Васильев В.К. Термодинамические основы исследовательского проектирования судовых энергетических установок.pdf

повлечет за собой потерю работоспособности цикла из-за неполного расширения рабочего агента. В реальном цикле этой потери избежать не удается, но надо стремиться к тому, чтобы свести ее к минимуму. В идеализированном цикле следует считать tK — ta.

Это самая низкая температура рабочего агента в идеальном цикле. Путем регенеративного подогрева в рассматриваемом цикле она под-

Рис. 60. Тепловая схема регенеративного пароводяного цикла со смешивающими водоподогревателями.

нимается до ta_ в = tnl и дальше повышается уже за счет теплоты сгорания топлива. Обозначим:

q0 — теплота парообразования и перегрева пара до параметров начала процесса расширения — температуры t0 (см. диаграмму /—s процесса расширения, рис. 61); т 0 — теплота, сообщенная питатель­ ной воде при ее подогреве в парогенераторе от температуры tn. в до температуры насыщения ts0 при давлении начала процесса расшире­ ния р 0 (рис. 61).

Тогда расход теплоты Q0в парогенераторе на 1 кг рабочего агента

Как видим, давление главного конденсата на линии главный кон­ денсатор — парогенератор повышается от рк до р 0. Этого можно до­ стигнуть только путем сообщения потоку механической энергии из­ вне, причем в цикле, показанном на рис. 60, с этой целью перед

каждым подогревателем поставлены насосы. Каждый насос является элементом внешнего энергообмена потока главного конденсата. За­ дача такого насоса заключается в подъеме давления на линии от пре­ дыдущего подогревателя смесителя к последующему на величину разности давлений соответствующих им точек отбора пара от турбо­ агрегата в процессе расширения (см. рис. 61).

На рис. 60 приведена схема с г ступенями подогрева, причем счет ступеней 1— 2—3— . . .— (г — 1) — г. . . ( г — 1) — г начинается от парогенератора и идет к конденсатору. Последний подогреватель Пг

является ближайшим к конденсатору. Схема, показанная на рис. 60, является

реально осуществимой схемой регенера­ тивного парожидкостного цикла. В таком виде на практике она по разным причинам не осуществляется, однако от нее легко перейти к идеализированной схеме, счи­ тая идеализацией доведение числа ступе­ ней регенеративного подогрева z до беско­ нечности. Это значит, что подогрев пита­ тельной воды от tKдо /п. в происходит как непрерывный процесс регенеративного те­ плообмена при помощи непрерывных от­ боров пара в турбоагрегате в процессе расширения, причем каждый отбор де­ лается в бесконечно малом массовом ко­ личестве сШ. Можно было бы взамен схе­ мы, приведенной на рис. 60, дать тепло­

цесс расширения в парово­

вую схему регенеративного подогрева и

дяном регенеративном цикле. для идеального цикла, но пришлось бы изобретать невиданные конструктивные

формы осуществления идеализированных процессов, что было бы и сложно и дискуссионно. Лучше представить себе идеализированную схему, увеличивая в схеме на рис. 60 число ступеней подогрева и мысленно доведя г до бесконечности. Во всяком случае схемы, пред­ ставленной на рис. 60, достаточно, чтобы вывести формулы и для пол­ ностью идеализированного регенеративного теплообмена.

Регенеративный теплообмен рассчитывают для 1 кг конденсата, поступающего в парогенератор. Если известен расход пара на входе в турбоагрегат М „ кг/с, то в идеализированном цикле предполагается подвод питательной воды в парогенератор в таком же количестве.

личины через а с соответствующими подстрочными индексами, по­ лучим

358

причем всегда

“i + а2+ ■' ■+ аг + ■' • аг + “ к = 1.

Определим значения а для схемы, показанной на рис. 60, на основе уравнений теплового баланса подогревателей-смесителей, начиная с П х.

В последующих расчетах балансируется количество теплоты, внесенной в подогреватели двумя потоками: пара из отбора и конден­ сата, поступившего из предыдущего подогревателя и вынесенного из подогревателя потоком нагретого конденсата. Входящие в балансо­ вые уравнения величины имеют обозначения, соответствующие рис. 60. Потери, возникающие из-за смешения двух входящих по­ токов, не учитываются.

91 + Ti

щее из подогревателя Л 2 в подогреватель П х.

Из балансового уравнения находим величину а 2:

Количество воды, текущей из подогревателя П3в подогреватель П 2.

1 — ах— а2— (1 — С+ — сс2

92 + ^2 -

9i . Яг

9i + Ti Яг + гг

П о д о г р е в а т е л ь Я 3. Балансовое уравнение:

359

Количество воды, поступающей из подогревателя Я4 в подогре­ ватель /73;

Переходя затем к подогревателю Пг, сможем на основе законо­ мерностей предыдущих выражений составить уравнение и для него.

П о д о г р е в а т е л ь Пг. Балансовое уравнение:

откуда

Количество воды, поступающей из подогревателя Пг+1 в подо­ греватель Пг:

360