مقاله درمورد. ترمودینامیک سیکل بخار

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 72

ترمودینامیک سیکل بخار

1-1- توسعه در سیکل بخار مدرن

1-1-1- سیکل بخار

یک نیروگاه که در آب پروسه های مختلف ترمودینامیک را طی می کند ، با استفاده از یک سیکل بسته بخار عمل می کند. شکل 21-1 یک طرح پیشرفته بخار را به صورت ساده نمایش می دهد که در اغلب مراحل اصلی وجود دارد. نصف سیکل شامل بویلر (یا منبع گرما ) و متعلقات آن است و مابقی آن شامل توربین، اجزاء توربین ، ژنراتور ، کندانسور ، پمپ آب تغذیه و گرم کن های آب تغذیه است.

ابتدا طرح بویلر در سیکل را بررسی می کنیم . درام بویلر بعنوان تغذیه کننده آب است که در آن آب بجوش می آید و به بخار اشباع خنک تبدیل می شود. سپس این بخار خشک در سوپر هیتر گرمای بیشتری می بیند و سپس وارد محفظه ی HP توربین می شود.

بخار با انرژی گرمایی زیاد درتعیین منبسط می شود و مقدار زیادی از انرژی خود را به شافت توربین انتقال می دهد. شافت توربین نیز یک ژنراتور را به چرخش در آورده و باعث تولید برق می شود. بخاری که از محفظه ی HP خارج می شود و به بویلر بر گردانده شده و در آنجا دوباره گرم می شود و بخار گرم شده قبل از ورود به کندانسور وارد محفظه های IP و LP توربین می گردد.

در کندانسور تعداد زیادی سطوح مبدل گرما وجود دارد و بخار با انتقال گرمای نهان تبخیر خود به آب سرد، تقطیر می شود. جریان اصلی بخار که حالا در کندانسور تقطیر شده است در حالت مایع با فشار تقریباً اشباع می باشد.

این آب از کندانسور خارج و به چاه آب گرم می ریزد. آب درون چاه آب گرم به وسیله ی پمپ تخلیه ی کندانسور تا فشار گرم کن آب تغذیه ی اول پمپ آب تغذیه تا فشار گرم کن آب تغذیه ببعدی پمپ می گردد.

در سیکلهای مدرن باز یافتی مقداری از بخاری را که از توربین عبور می کند از یکسری نقاط خاصی بعد از پرده های متحرک خاص بیرون می کشند و به گرم کن های آب تغذیه می فرستد. این بخار برای گرم کردن آب تقطیر شده وارد هیترهای LP و HP می شود. پمپ تغذیه کننده ی بویلر فشار آب را به سطحی که از فشار درام بیشتر است، افزایش می دهد تا افت فشار در مدار بویلر و هیترهای HP جبران شود.

2-1-1- سیکل رانکین

برای رسیدن به یک سیکل کاربردی و عملی باید یک سیکل بخار پایه مانند سیکل رانکین را توسعه و تکامل داد. به منظور نمایش سیکل های مختلف قدرت، از دیاگرامهای دما- آنتروپی (T-S) و آنتالپی – آنتروپی (H-S) استفاده خواهد شد. برای درک خواص ترمودینامیکی سیکل پارامترهای آنتروپی و آنتالپی تعریف شده است. بهرحال در تشریح سیکلهای بخار مروری بر پارامترهای آنتروپی مفید است.

آنتروپی یک خاصیت مستقل بخار است که وقتی گرما داده می شود زیاد می گردد و وقتی گرما از بخار گرفته می شود. کاهش می یابد و مانند دما اگر گرما منتقل شود مقدارش در تغییر آنتروپی ضرب می شود و باعث برابری بین مقدار انتقال گرما می گردد.

حال به بررسی یک سیکل ساده بخار رانکین که بهصورت شماتیک در شکل 22-1 نمایش داده شده و دیاگرام (T-S) آن در شکل (23-1 آمده است می پردازیم.

آب بوسیله پمپ آب تغذیه به بویلر پمپ وارد می شود (مرحله A تا B). در یک سیکل ایده آل رانکین در پمپ افزایش دما وجود نداشته و نقاط A و B بر هم منطبق هستند. سپس آب گرم می شود تا بخار خشک اشباع تولید شود (مرحل B تا C) . بخار خشک اشباع بصورت ایزونتروپیک ، بدون هیچ افتی در توربین انبساط می یابد. بنابراین در مرحله C تا D در امتداد شافت توربین کار تولید می شود . سر انجام گرمای بخار مرطوب خارج شده از توربین در کندانسور گرفته شده و دوباره به آب تبدیل می شود(مرحله D تا A ).

گرمای درون بویلر یا انرژی که صرف آن شده بصورت سطح EABCDF در دیاگرام (T-S) نمایش داده شده است. کار انجام شده در طی سیکل در چند ضلعی ABCD نمایش داده شده و گرمای گرفته شده توسط کندانسور هم با مستطیل ADFE نمایش داده شده است.

در زمینه تولید قدرت بازده گرمایی به صورت زیر تعریف می شود: