Systemy konwersji energii wykorzystujące odnawialne i konwencjonalne źródła
Zadanie 2. Zwiększanie sprawności obiegu Clausiusa-Rankine’a. Sprawność siłowni i elektrowni parowej
Ś
RODA – B
UWAGA:
Plik (jeden egzemplarz na zespół, w nazwie zawierający: dzień tygodnia, grupę
projektową oraz numer zespołu) przygotowany w programie MS Word, bądź MS Excel
(z uwzględnieniem prawidłowego zapisu symboli, wzorów, jednostek itp., podpisów
rysunków i tabel), wysłać na adres e-mail:
agnieszka.garnysz@zut.edu.pl
Ostateczny termin nadesłania pliku:
14.04, godz. 12
.
Niedotrzymanie
powyższego
terminu
jest
równoznaczne
z
otrzymaniem
oceny
niedostatecznej (dla całego zespołu) z tej części projektu.
Podczas następnych zajęć należy liczyć się z możliwością ustnego odpytania przez
prowadzącego ze sposobu wykonania zadania.
W elektrowni (rys. 1) pracuje turbina parowa o
mocy N
e
. Parametry pary dolotowej wynoszą
p
1
, t
1
. Ciśnienie na końcu rozprężania wynosi
p
2
. Entalpia właściwa pary na wylocie z
turbiny i
2
. Sprawność energetyczna kotła η
K
,
sprawność mechaniczna turbiny η
m.
Wartości powyższych parametrów podano w
tabeli 1.
T
s
K
1
2s
4
3
4a
4b
2
Rys. 1. Przemiany realizowane w elektrowni
1-2 adiabata nieodwracalna; 1-2s adiabata odwracalna (izentropa);
2(2s)-3 izobara i izoterma; 3-4 izentropa; 4-4a izobara;
4a-4b izobara i izoterma; 4b-1 izobara
ZADANIE 1
Obliczyć:
−
sprawność wewnętrzną turbiny η
i
;
−
sprawność energetyczną siłowni η
sil
;
−
strumień masy czynnika obiegowego
m
&
, wynik podać w ….. (patrz: tabela 1);
−
zużycie paliwa
P&
, wynik podać w ….. (patrz: tabela 1); przyjąć wartość opałową
W
d
=….. (patrz: tabela 1).
Tabela 1. Informacje do zadania 1
Zespół
Skład zespołu
p
1
t
1
p
2
N
e
i
2
η
m
η
K
W
d
m
&
P&
1
Siwoszek
Robert
110
[bar]
500
[°C]
4
[kPa]
50
[MW]
2277
[kJ/kg]
0,98
[–]
0,86
[–]
20·10³
[kJ/kg]
kg/h
t/s
Sobczak
Iwona
Pryba
Monika
Ratajczak
Filip
2
Pora
Przemysław
110
[bar]
500
[°C]
4
[kPa]
45·10³
[kW]
2249
[kJ/kg]
0,99
[–]
0,92
[–]
18
[MJ/kg]
t/s
t/h
Szmuc
Daria
Kanigowski
Tomasz
Jaroszewski
Maciej
3
Subocz
Małgorzata
110
[bar]
500
[°C]
4
[kPa]
55·10³
[kW]
2263
[kJ/kg]
0,98
[–]
0,90
[–]
21
[MJ/kg]
kg/s
kg/h
Mikos
Piotr
Szczerba
Mateusz
Wojciechowski Marcin
4
Skorupa
Daria
110
[bar]
500
[°C]
4
[kPa]
60
[MW]
2235
[kJ/kg]
0,99
[–]
0,89
[–]
22·10³
[kJ/kg]
t/h
kg/s
Szczodra
Trang
Walterowicz
Aleksandra
Systemy konwersji energii wykorzystujące odnawialne i konwencjonalne źródła
Zadanie 2. Zwiększanie sprawności obiegu Clausiusa-Rankine’a. Sprawność siłowni i elektrowni parowej
Należy przedstawić:
•
w formie tabeli wartości parametrów w kolejnych punktach obiegu (1, 2s, 3, 4, 4a, 4b).
Tabela ma zawierać następujący nagłówek:
punkt obiegu
temperatura
ciśnienie
entalpia właściwa
entropia właściwa
t
[°C]
p [MPa]
i [kJ/kg]
s [kJ/(kgK)]
•
wzory, z których skorzystano;
•
wyniki obliczeń (jednostki!).
ZADANIE 2
Dla wartości p
1
, t
1
, p
2
podanych w tabeli 1, obliczyć zmiany:
−
sprawności energetycznej obiegu Clausiusa-Rankine’a (η
CR
),
−
pracy jednostkowej obiegu (l
CR
),
−
jednostkowego ciepła doprowadzonego do kotła (q
dCR
),
−
jednostkowego ciepła odebranego od pary mokrej przez wodę chłodzącą (q
wCR
),
spowodowane zmianą parametru X (patrz: tabela 2).
Tabela 2. Wartości parametru X
Zespół
Skład zespołu
Parametr X
Kolejne wartości parametru X
1
Siwoszek
Robert
p
1
[MPa]
9;
11;
13;
15
Sobczak
Iwona
Pryba
Monika
Ratajczak
Filip
2
Pora
Przemysław
t
1
[°C]
475;
500;
525;
550
Szmuc
Daria
Kanigowski
Tomasz
Jaroszewski
Maciej
3
Subocz
Małgorzata
p
2
[kPa]
3;
4;
5;
6
Mikos
Piotr
Szczerba
Mateusz
Wojciechowski
Marcin
4
Skorupa
Daria
p
1
[bar]
90;
110;
130;
150
Szczodra
Trang
Walterowicz
Aleksandra
Zmiany przedstawić w formie 3 wykresów:
1)
η
CR
=f(X)
2)
l
CR
=f(X)
3)
q
dCR
=f(X) oraz
q
wCR
=f(X).
Omówić zamieszczone wykresy.
Ponadto przedstawić w formie czterech tabel (osobne tabele dla każdej kolejnej wartości
parametru X) wartości parametrów w kolejnych punktach obiegu (1, 2s, 3, 4, 4a, 4b). Tabele
mają zawierać następujący nagłówek:
punkt obiegu
temperatura
ciśnienie
entalpia właściwa
entropia właściwa
t
[°C]
p [MPa]
i [kJ/kg]
s [kJ/(kgK)]