สมดุลความร้อนและประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำ การสูญเสียความร้อนในหม้อไอน้ำ

สูตรความกดอากาศ การกระจายของ Boltzmann

ที่
ที่มาของสมการพื้นฐาน
ทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของก๊าซ
และการกระจายตัวของโมเลกุลของแมกซ์เวลเลียน
ความเร็วถือว่า
ที่แรงภายนอกไม่กระทำต่อโมเลกุล
ก๊าซ ดังนั้นโมเลกุลจึงมีความสม่ำเสมอ
กระจายตามปริมาณ แต่โมเลกุล
ของก๊าซใด ๆ ที่มีศักยภาพ
สนามโน้มถ่วงของโลก แรงโน้มถ่วง, s
ด้านหนึ่งและการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน
ในทางกลับกัน โมเลกุลจะนำก๊าซไปสู่
สภาวะคงตัว
ที่ความดันแก๊สสูง
ลดลง

มาสร้างกัน
กฎของการเปลี่ยนแปลงความดันด้วยความสูง
สมมติว่ามวลของทั้งหมด
โมเลกุลก็เหมือนกัน สนามโน้มถ่วง
เป็นเนื้อเดียวกันและอุณหภูมิคงที่

รูปที่ 1

ถ้า
ความกดอากาศที่ระดับความสูง h is
p (รูปที่ 1) จากนั้นที่ความสูง h + dh จะเท่ากับ p + dp
(สำหรับ dh>0 dp2:

ที่ไหน
ρ คือความหนาแน่นของก๊าซที่ความสูง h (dh คือดังนั้น
เล็กน้อยว่าเมื่อเปลี่ยนความสูงในนี้
ช่วงเวลาสามารถพิจารณาความหนาแน่นของก๊าซได้
คงที่). วิธี,

 (1) 

ความรู้
สมการก๊าซอุดมคติของรัฐ
pV=(m/M) RT (m คือมวลของก๊าซ M คือมวลโมลาร์
แก๊ส) เราพบว่า

ทดแทน
คือนิพจน์ใน (1) เราได้รับ

หรือ

กับ
ความสูงเปลี่ยนจาก h₁ ก่อน
ชม₂ ความดัน
เปลี่ยนจาก r₁ ก่อน
R₂ (ข้าว.
67) กล่าวคือ

 

หรือ

 (2) 

การแสดงออก
(2) เรียกว่าความกดอากาศ
สูตร.
ช่วยให้คุณสามารถคำนวณบรรยากาศ
ความดันขึ้นอยู่กับระดับความสูงหรือ
วัดความดัน หาความสูง: ตั้งแต่
ความสูงถือว่าสัมพันธ์กับระดับ
ทะเลที่ความดันถือว่าปกติ
จากนั้นนิพจน์ (2) สามารถแสดงได้
เช่น

 (3) 

ที่ไหน
p คือความดันที่ความสูง h

อุปกรณ์
เพื่อกำหนดความสูงเหนือพื้นดิน
พื้นผิวเรียกว่าเครื่องวัดระยะสูง (หรือเครื่องวัดระยะสูง).
งานของเขาขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชัน
สูตร (3). จากสูตรนี้จะได้ความว่า
ยิ่งแก๊สหนักความดันยิ่งสูง
ลดลงเร็วขึ้น

ความกดอากาศ
สูตร (3) สามารถแปลงได้ถ้า
ใช้สูตร p=nkT:

ที่ไหน
n คือความเข้มข้นของโมเลกุลที่ความสูง h
น-
เหมือนกันที่ความสูง ชั่วโมง=0 ตั้งแต่ M=mN_อา (น_อา –
ค่าคงที่อโวกาโดร m -
มวลของหนึ่งโมเลกุล) a R=kN_อา,
แล้ว

 (4) 

ที่ไหน
mgh=P
เป็นพลังงานศักย์ของโมเลกุลใน
สนามโน้มถ่วงเช่น

 (5) 

การแสดงออก
(5) เรียกว่าการกระจาย
Boltzmann สำหรับ
สนามศักยภาพภายนอก ออกจากเขา
จะเห็นได้ว่าที่อุณหภูมิคงที่
ความหนาแน่นของก๊าซจะมากขึ้นเมื่อมีน้อย
พลังงานศักย์ของโมเลกุล

ถ้า
อนุภาคอยู่ในภาวะโกลาหล
การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนและมีค่าเท่ากัน
มวล และ จากนั้นการกระจาย Boltzmann
(5) นำไปใช้ในศักยภาพภายนอกใด ๆ
ภาคสนาม ไม่ใช่แค่ในสนามแรงโน้มถ่วง

ประสิทธิภาพของกังหันก๊าซถูกกำหนดอย่างไร?

ต่อไปนี้คือสูตรง่ายๆ สองสามสูตรที่แสดงให้เห็นว่าโรงงานกังหันก๊าซมีประสิทธิภาพเพียงใด:

กำลังภายในของกังหัน:

Nt = Gex * Lt โดยที่ Lt คือการทำงานของกังหัน Gex คืออัตราการไหลของก๊าซไอเสีย

พลังงานภายใน GTU:

Ni gtu \u003d Nt - Nk โดยที่ Nk คือกำลังภายในของเครื่องอัดอากาศ

พลังที่มีประสิทธิภาพของ GTU:

Nef \u003d Ni gtu * กลไกประสิทธิภาพ, กลไกประสิทธิภาพ - ประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียทางกลในตลับลูกปืน, สามารถรับได้ 0.99

พลังงานไฟฟ้า:

Nel \u003d ประสิทธิภาพ Ne * เช่น โดยที่ประสิทธิภาพ เช่น คือประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เราสามารถรับ 0.985

ความร้อนที่ใช้ได้ของเชื้อเพลิง:

Qsp = Gtop * Qrn โดยที่ Gref - ปริมาณการใช้เชื้อเพลิง Qrn - ค่าความร้อนต่ำสุดของเชื้อเพลิง

ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าสัมบูรณ์ของโรงงานกังหันก๊าซ:

ประสิทธิภาพ \u003d Nel / Q dist

วงจรรวม CHP

ประสิทธิภาพ CCGT สูงกว่าของ GTU เนื่องจากโรงงานวงจรรวมใช้ความร้อนจากก๊าซไอเสียของ GTU หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งถูกติดตั้งไว้ด้านหลังกังหันก๊าซ ซึ่งความร้อนจากก๊าซไอเสียของกังหันก๊าซจะถูกถ่ายเทไปยังของเหลวทำงาน (น้ำป้อน) ไอน้ำที่สร้างขึ้นจะถูกส่งไปยังกังหันไอน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้าและความร้อน

ประสิทธิภาพ CCGT มักจะแสดงด้วยอัตราส่วน:

ประสิทธิภาพ PGU \u003d ประสิทธิภาพ GTU * B + (ประสิทธิภาพ 1-GTU * B) * ประสิทธิภาพ PSU

B คือดีกรีของไบนารีของวัฏจักร

ประสิทธิภาพ PSU - ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ

B = Qks/(Qks+Qku)

Qks คือความร้อนของเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ในห้องเผาไหม้ของกังหันก๊าซ

Qku - ความร้อนของเชื้อเพลิงเพิ่มเติมที่ถูกเผาในหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง

ในเวลาเดียวกัน มีข้อสังเกตว่าถ้า Qku = 0 แล้ว B = 1 นั่นคือ การติดตั้งนั้นเป็นไบนารีโดยสมบูรณ์

อิทธิพลของระดับของไบนารีต่อประสิทธิภาพของ CCGT

บี	ประสิทธิภาพของ GTU	ประสิทธิภาพของมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์	ประสิทธิภาพ CCGT
1	0,32	0,3	0,524
1	0,36	0,32	0,565
1	0,36	0,36	0,590
1	0,38	0,38	0,612
0,3	0,32	0,41	0,47
0,4	0,32	0,41	0,486
0,3	0,36	0,41	0,474
0,4	0,36	0,41	0,495
0,3	0,36	0,45	0,51
0,4	0,36	0,45	0,529

เรามาเรียงลำดับตารางที่มีลักษณะเฉพาะของประสิทธิภาพของกังหันก๊าซและตามด้วยตัวบ่งชี้ของ CCGT กับเครื่องยนต์ก๊าซเหล่านี้ และเปรียบเทียบประสิทธิภาพของกังหันก๊าซแบบแยกกับประสิทธิภาพของ CCGT