Решение. Схема ПТУ, работающей по циклу Ренкина, и p-v-, T-s-, h-s- диаграммы цикла в изображены на рис

Схема ПТУ, работающей по циклу Ренкина, и p - v-, T - s-, h - s- диаграммы цикла в изображены на рис. 3.1 и 3.2.

Определим параметры и функции в характерных точках цикла,

воспользовавшись таблицами термодинамических свойств воды и водяного пара (см. прил. 2). По р ₁ = 170 бар и t ₁ = 550 ^оС находим:

h ₁ = 3423 кДж/кг; s ₁ = 6,44 кДж/(кг·К); v ₁ = 0,0199 м³/кг.

Поскольку процесс расширения пара в турбине адиабатный, то s ₂ = s ₁ = 6,44 кДж/(кг·К). По давлению р ₂ = 0,03 бари энтропии s ₂ находим, что пар в точке 2 (см. рис. 3.2) влажный. Вычисляем степень сухости пара из определения энтропии влажного пара , где – параметры насыщения при заданном давлении:

.

Рис. 3.12. К задаче 3.2

Тогда энтальпия и удельный объем влажного пара в точке 2 равны:

Температура влажного пара равна температуре насыщения при данном давлении, следовательно, t ₂ = 24,1 ^оС.

Процесс конденсации пара 2–3 (см. рис. 3.2) проходит при постоянных давлении и температуре, т. е. р ₃ = р ₂ = 0,03 бар, t ₃ = t ₂ = = 24,1 ^оС. Параметры и функции кипящей воды (точка 3 на диаграмме) выписываем из таблиц:

v ₃ = 0,001 м³/кг; h ₃ = 101 кДж/кг; s ₃ = 0,355 кДж/(кг·К).

Процесс повышения давления в питательном насосе считаем адиабатным, следовательно, s ₄ = s ₃ = 0,355 кДж/(кг·К). Тогда по давлению p ₄ = p ₁ = 170 бар и энтропии s ₄ с помощью линейной интерполяции находим температуру и энтальпию воды в точке 4:

Сведем найденные параметры и функции в таблицу:

Состояние	Параметры и функции
p, бар	t, оС	h, кДж/кг	s, кДж/(кг·К)	v, м3/кг	х
	170,00	550,0		6,440	0,0199	-
	0,03	24,1		6,440	33,8000	0,740
	0,03	24,1		0,355	0,0010
	170,00	25,7		0,355	0,0010	-

Определим удельные количества подведенной и отведенной теплоты, работы турбины и насоса, полезную работу цикла, воспользовавшись формулами (3.1–3.3):

Термический КПД цикла согласно (3.7)

.

Расходы пара, топлива и воды найдем, воспользовавшись уравнениями (3.8–3.10).

Расход пара

.

Расход топлива

.

Расход охлаждающей воды

.

3.4. Пользуясь данными задачи 3.3, найти термический КПД цикла Ренкина, а также расходы пара, топлива и охлаждающей воды без учета работы насоса.