TERMODINAMIKA SA TERMOTEHNIKOMII GODINA OAS

Predmetni nastavnik:dr Miomir Raos, red. prof.

Predmetni asistenti:Milena JovanovićMilica Nikodijević

Rankine-Clausius-ov ciklus za pregrejanu vodenu paru

1→2 izobaro-izoterma, 2→3 izobara (𝑝𝑝1 = 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐), 3→4 adijabata (izentropa),4→5 izobara (𝑝𝑝0 = 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐), 5→6 izobaro-izoterma, 6→7 adijabata (izentropa),7→1 izobara (𝑝𝑝1 = 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐)

Rankine-Clausius-ov ciklus za pregrejanu vodenu paru

Rankine-Clausius-ov ciklus za pregrejanu vodenu paru

Specifični tehnički rad

Rankine-Clausius-ov ciklus za pregrejanu vodenu paru

Rankine-Clausius-ov ciklus za pregrejanu vodenu paru

Pritisak u kotlu Pritisak u kondenzatoru

Metode povećanja stepena iskorišćenja Rankine- Clausiusovog ciklusa

1. Povišenje pritiska pare pri stalnoj temperaturi:

Za 𝒑𝒑′ > 𝒑𝒑, pri 𝒕𝒕𝟏𝟏 = 𝒄𝒄𝒐𝒐𝒐𝒐𝒐𝒐𝒕𝒕.

povećava se toplotni pad:

∆𝒉𝒉′ = 𝒉𝒉𝒉𝟏𝟏 − 𝒉𝒉′𝟐𝟐 > ∆𝒉𝒉 = 𝒉𝒉𝟏𝟏 − 𝒉𝒉𝟐𝟐Veći toplotni pad znači veći koristan rad.Međutim tačka 2 se pomera u oblasti vlažne pare naniže:

𝒙𝒙𝒉𝟐𝟐 < 𝒙𝒙𝟐𝟐što je nepovoljno za turbinu.

2. Povišenje temperature pregrevanja pri stalnom pritisku

Metode povećanja stepena iskorišćenja Rankine- Clausiusovog ciklusa

Za 𝒕𝒕𝒑𝒑𝟏𝟏′ > 𝒕𝒕𝒑𝒑pri 𝒑𝒑 = 𝒄𝒄𝒐𝒐𝒐𝒐𝒐𝒐𝒕𝒕.postižu se bolji efekti.

Toplotni pad je opet veći:∆𝒉𝒉′ > ∆𝒉𝒉

ali se tačka 2’ pomera kaoblasti suve vodene pare:

𝒙𝒙𝒉𝟐𝟐 > 𝒙𝒙𝟐𝟐ili čak ostaje u oblastipregrejane pare što jepovoljno za turbinu.

Metode povećanja stepena iskorišćenja Rankine- Clausiusovog ciklusa

3. Snižavanje pritiska u kondenzatoru

Pri uslovu: 𝒑𝒑 = 𝒄𝒄𝒐𝒐𝒐𝒐𝒐𝒐𝒕𝒕,𝑻𝑻𝒑𝒑 = 𝒄𝒄𝒐𝒐𝒐𝒐𝒐𝒐𝒕𝒕,𝒑𝒑𝒉𝟎𝟎 < 𝒑𝒑𝟎𝟎

postiže se veći toplotni pad,čime je veći i koristan rad:

∆𝒉𝒉′ > ∆𝒉𝒉ali se smanjuje stepen suvoćepare:

𝒙𝒙𝒉𝟐𝟐 < 𝒙𝒙𝟐𝟐što nije povoljno za turbinu.

Metode povećanja stepena iskorišćenja Rankine- Clausiusovog ciklusa

4. Međupregrevanje vodene pare∆𝒉𝒉 = 𝒉𝒉𝟏𝟏 − 𝒉𝒉′𝟐𝟐;

∆𝒉𝒉′ = 𝒉𝒉𝟏𝟏 − 𝒉𝒉𝟐𝟐 + 𝒉𝒉𝟑𝟑 − 𝒉𝒉𝟒𝟒 > ∆𝒉𝒉

jer je: 𝟏𝟏𝟐𝟐𝒉 < 𝟏𝟏𝟐𝟐 + 𝟑𝟑𝟒𝟒; 𝒙𝒙𝟒𝟒 > 𝒙𝒙𝟐𝟐′1→2 ekspanzija u turbini visokogpritiska;2→3 dogrevanje (međupregrevanje)vodene pare;3→4 ekspanzija u turbini niskog pritiska

Povoljno je u zimskom periodu jerturbine uvek rade sa pregrejanomparom- i tačka 4 je pomerena u desno.

Rankine- Clausius-ov ciklus sa međupregrevanjem vodene pare

Punom linijom je prikazan stvarniRankine-Clausius-ov ciklus, aisprekidanom linijom idealni.Adijabata je povijena u desno odizentrope (postoji pozitivna promenaentropije ∆𝑐𝑐5,6;∆𝑐𝑐1,2;∆𝑐𝑐3,4)Definišemo izentropske stepeneiskorišćenja:Ekspanzioni:

𝜼𝜼𝒆𝒆𝑻𝑻𝒆𝒆𝒆𝒆 =𝑾𝑾𝒉𝒕𝒕𝟏𝟏,𝟐𝟐′

𝑾𝑾𝒉𝒕𝒕𝟏𝟏,𝟐𝟐=𝒉𝒉𝟏𝟏 − 𝒉𝒉𝟐𝟐′𝒉𝒉𝟏𝟏 − 𝒉𝒉𝟐𝟐

< 𝟏𝟏;

𝜼𝜼𝒆𝒆𝑻𝑻𝑵𝑵𝒆𝒆 =𝑾𝑾𝒉𝒕𝒕𝟑𝟑,𝟒𝟒′

𝑾𝑾𝒉𝒕𝒕𝟑𝟑,𝟒𝟒=𝒉𝒉𝟑𝟑 − 𝒉𝒉𝟒𝟒′𝒉𝒉𝟑𝟑 − 𝒉𝒉𝟒𝟒

< 𝟏𝟏

Kompresioni:

𝜼𝜼𝒌𝒌 =𝑾𝑾𝒉𝒕𝒕𝟓𝟓,𝟔𝟔

𝑾𝑾𝒉𝒕𝒕𝟓𝟓,𝟔𝟔′=𝒉𝒉𝟔𝟔 − 𝒉𝒉𝟓𝟓𝒉𝒉𝟔𝟔′ − 𝒉𝒉𝟓𝟓

< 𝟏𝟏

Rankine- Clausius-ov ciklus sa međupregrevanjem vodene pare

Hvala na pažnji...