Принципиальное отличие циклов ДВС и ГТУ.

Процесс отвода теплоты:

- у ДВС при

- у ГТУ при

19. От каких характеристик зависит термический КПД цикла Отто/Дизеля/Тринклера.

20. См. 19.

21. См. 19.

22. Сравните циклов Тринклера и Отто при одинаковой степени сжатия/при одинаковых значениях максимальных температур.

23. См. 22.

24. Сравните циклов Тринклера и Дизеля при одинаковой степени сжатия/при одинаковых значениях максимальных температур.

25. См. 24.

26. Что произойдет с термодинамических циклов ДВС, если в качестве рабочего тела будет не воздух, а трехатомный газ/одноатомный газ?

т.к. с повышением атомности газа (воздух - двухатомный).

т.к. с понижением атомности газа (воздух - двухатомный).

27. См. 26.

28. Как повлияет на циклов ДВС увеличение/уменьшение значения характеристики взрыва?

При

При уменьшении наоборот.

29. См. 28.

30. Как повлияет на циклов ДВС увеличение/уменьшение значения степени предварительного расширения?

При

При уменьшении наоборот.

31. См. 30.

32. Как повлияет на циклов ДВС увеличение/уменьшение значения степени сжатия?

Для всех видов:

При уменьшении наоборот.

33. См. 32.

34. Нарисовать схему одновальной/двухвальной ГТУ с пояснениями.

1 – осевой компрессор;

2 – камера сгорания;

3 – турбина высокого давления;

4 – нагрузка (электрогенератор, центробежный нагнетатель);

5 – воздушный фильтр;

6 – турбина низкого давления.

35. См. 34.

36. Как повлияет на циклов ГТУ увеличение/уменьшение значения степени повышения давления в компрессоре?

При уменьшении наоборот.

37. См. 36.

38. При одинаковой максимальной температуре в цикле какой больше (Брайтона или Гемфри)?

При

39. Что происходит с численным значением работы цикла ГТУ при увеличении степени повышения давления в компрессоре?

При

40. Что такое степень регенерации в ГТУ?

Степень регенерации – отношение теплоты, действительно переданной воздуху в регенераторе, к предельно возможному количеству теплоты, которое могло бы быть передано в регенераторе. Показывает эффективность регенератора.

41. Регенерация теплоты в ГТУ: плюсы и минусы.

Плюсы:

- снижение расхода топлива;

- повышение термического КПД.

Минусы:

- увеличение размеров и массы установки; - усложнение схемы установки.

42. Схема и цикл Карно во влажном паре в «p-v» координатах.

43. Почему не используется цикл Карно для ПСУ?

1) Из-за больших необратимых потерь работа, затрачиваемая на сжатие в компрессоре численно равна полезной работе расширения пара в турбине;

2) Большие потери при работе турбины на влажном паре;

3) Низкая температура пара перед турбиной.

44. Схема и простой цикл Ренкина во влажном паре в «p-v» координатах.

45. В чем преимущества простого цикла Ренкина по сравнению с циклом Карно для ПСУ?

Полная конденсация пара => работа в цикле Ренкина, затрачиваемая на повышения давления воды в насосе примерно в 100 раз меньше, чем в цикле Карно при повышении давления пара в компр-ре.

46. Схема и цикл Ренкина с перегретым паром в «p-v» координатах.

47. Способы увеличения циклов ПСУ.

1) ↑ t пара перед турбиной за счет перегрева пара;

2) ↓ t пара после турбины (↓ p в конденсаторе);

3) ↑ p в котле;

4) регенерация теплоты (регенеративный цикл);

5) применение цикла с комбинацией двух рабочих тел (бинарный цикл).

48. Промежуточный перегрев пара (цикл Ренкина): плюсы и минусы.

«+»:

1) ↑ l _ц;

2) ↓ необратимых потерь при расширении пара в турбине.

«-»:

1) применение дорогих жаропрочных сталей для элементов турбины;

2) усложнение схемы установки.

49. В чем смысл регенерационного цикла ПСУ?

Вода, поступающая в паровой котел, предварительно подогревается паром в регенеративном подогревателе за счет пара, частично отбираемого из турбины. Это позволяет ↑ ПСУ.

50. В чем смысл теплофикационного цикла ПСУ?

ПСУ вырабатывает не только эклектическую энергию (привод ЭГ), но и тепловую. Охлаждающая вода в контуре, нагревается в конденсаторе и поступает в отопительную установку теплового потребления, где отдает тепло.

51. В чем смысл бинарного цикла ПСУ?

Состоит из обычного цикла Ренкина на влажном паре (ртутная часть) и обычного цикла Ренкина на перегретом паре (пароводяная часть), причем теплота, отводимая в одном цикле, используется в другом цикле. Это позволяет ↑ ПСУ.

52. В чем смысл парогазового цикла ПСУ?

Парогазовый цикл – это бинарный цикл, в котором верхняя часть цикла является циклом ГТУ, а нижняя – циклом Ренкина на перегретом водяном паре. Это позволяет ↑ КПД и снизить расход топливного газа.

53. В чем сложность реализации цикла ПСУ с МГД генератором?

Применение магнитогидродинамических генераторов наиболее целесообразно в качестве головного звена обычной паросиловой установки. Это связано с тем, что рабочие температуры в газовом (плазменном) МГД-генераторе составляют 2000°С и более. При температурах ниже этой величины электропроводность газа слишком низка для осуществления процесса.

В жидкометаллических МГД-генераторах рабочие температуры сравнительно низкие, однако при этом возникают другие трудности, главным из которых является разгон жидкости до больших скоростей.

54. Схема и цикл воздушной холодильной машины в «p-v» координатах.

55. Схема и цикл воздушной холодильной машины в «T-s» координатах?

56. Холодильный коэффициент и холодопроизводительность воздушной холодильной ма­шины?

- холодильный коэффициент, где - теплота, передаваемая горячему источнику; - теплота, отбираемая от охлаждаемого тела и передаваемая рабочему телу.

- холодопроизводительность, где - массовый расход рабочего тела.

57. Схема и цикл парокомпрессионной холодильной машины в «p-v» координатах?

Стр. 177. к 57 график в черновике.

58. Схема и цикл парокомпрессионной холодильной машины в «T-s» координатах?

Стр. 177.

59. Холодильный коэффициент и холодопроизводительность парокомпрессионной холодильной машины?

60. Принцип действия и схема абсорбционной холодильной машины?

Принцип действия такой же, как и у парокомпрессионной установки, но процесс сжатия заменен следующими процессами:

1) Абсорбция пара водой в процессе растворения;

2) Повышения давления раствора в цикле;

3) Получение пара при нагреве раствора.

Как следствие – отсутствие компрессора.

Рисунок стр. 179

61. Принцип действия теплового насоса. Отопительный коэффициент?

Передача теплоты нагреваемой системе осуществляется за счет использования источников теплоты с низкой, но достаточной для испарения рабочего тела (хладагента), температурой.

, где - теплота, сообщенная в обратимом термодинамическом цикле нагреваемой системе.

62. Состав топлива?

63. Низшая и высшая теплота сгорания топлива?

Высшая теплота сгорания - теплота сгорания рабочего топлива с учетом дополнительной теплоты, которая выделяется при конденсации водяных паров, находящихся в продуктах сгорания.

Низшая теплота сгорания - количество теплоты, которое выделяется при сгорании топлива в обычных практических условиях, т.е. когда водяные пары не конденсируются, а выбрасываются в атмосферу.

64. Условное топливо?

Единица учета органического топлива, применяемая для сопоставления эффективности различных видов топлива и суммарного их учета. В качестве единицы Т. у. принимается 1 кг топлива с теплотой сгорания 7000 ккал/кг (29,3 Мдж/кг). Соотношение между Т. у. и натуральным топливом: , где B_y - масса эквивалентного количества условного топлива, кг; В_н - масса натурального топлива, кг или м³; - низшая теплота сгорания данного натурального топлива, ккал/кг или ккал/м3; - топливный эквивалент.

65. Коэффициент избытка воздуха?

Число, показывающее во сколько раз действительный расход воздуха больше теоретически необходимого количества воздуха для непрерывного и полного горения топлива: .

66. Масса уходящих продуктов сгорания?

Масса газообразных продуктов сгорания, образующихся при горении 1 кг. жидкого и газообразного топлива, определяется по закону сохранения массы вещества при химических р-циях: масса газообразных продуктов сгорания G равна сумме масс 1 кг. топлива и действительного удельного расхода сухого воздуха , атмосферных водяных паров W_в, содержащихся в расходуемом воздухе, и дополнительно вводимого пара W_ф, расходуемого на распыление жидкого топлива.

67. Типы топок для сжигания топлива?

1) Слоевая топка (сгорание в неподвижном слое);

2) Факельная топка;

3) Камерная вихревая топка.

68. Тепловой баланс топки?

, где: q₃ – потери от химической неполноты сгорания; q₄ – потери от механической неполноты сгорания (мех. недожог); q_5т – потери от внешнего охлаждения; q₆ – потери со шлаком (только у тв. топлив).

69. Тепловой баланс котельного агрегата?

, где: – потери с уходящими газами.

70. Схема котельного агрегата с естественной циркуляцией?

71. Схема котельного агрегата с принудительной циркуляцией?

72. Схема прямоточного котельного агрегата?

73. КПД котельного агрегата?

КПД котельного агрегата определяется в эксплуатационных условиях: , где: Q_ка – полезный тепловой поток в котельном аппарате; - низшая теплота сгорания топлива; В – расход топлива (кг/с).

74. Часовой расход топлива в котельном агрегате?

; - низшая теплота сгорания топлива; Q_ка – полезный тепловой поток в котельном аппарате; - КПД котельного агрегата.

75. Снижение вредных выбросов в уходящих газах?

Применение золоуловителей (инерционные, мокрые), и электрофильтров; предварительная очистка топлива от вредных соединений.

76. Классификация ДВС по виду топлива и способу наполнения цилиндра?

По виду топлива: жидкое, газовое, бинарное.

По способу наполнения цилиндра: с наддувом, без наддува.

77. Классификация ДВС по смесеобразованию и рабочему процессу?

По смесеобразованию: внутренние, внешние.

По рабочему процессу: 4-тактные, 2-тактные.

78. Классификация ДВС по воспламенению топлива и конструкции кривошипно-шатунного механизма?

По воспламенению: от источника, самовоспламенения.

По конструкции КШМ: тронковые, крейцкопфные.

79. Индикаторная диаграмма 4-х тактного ДВС без наддува?

x-s – наполнение цилиндра,

s-c – такт сжатия,

с-r – рабочий ход,

r-x – такт выпуска.

р₀ – атмосферное давление.

80. Индикаторная диаграмма 4-х тактного ДВС с наддувом?

См. вопрос 79, линия x-s – наполнение цилиндра выше р₀ – атмосферное давление.

81. Индикаторная диаграмма 2-х тактного ДВС?

c-z-r – сгорание топлива, расширение газов (рабочий ход), выпуск ПС, продувка цилиндра;

r-c – окончание выпуска, наполнение цилиндра зарядом, сжатие и воспламенение.

82. Среднее давление теоретической диаграммы ДВС?

Это средняя ордината диаграммы этого цикла или отношение работы кругового цикла к объему описываемого поршнем за ход.

83. Среднее индикаторное давление ДВС?

Это условное постоянное давление, действующее на поршень и совращающее за один ход работу, равную индикаторной. Оно представляет собой высоту прямоугольника, основание которого равно объему цилиндра, а площадь равна площади индикаторной диаграммы.

84. Среднее эффективное давление ДВС?

Это произведение механического КПД на среднее индикаторное давление: , где .

85. Механический КПД ДВС?

- отношение эффективной мощности двигателя к индикаторной.

86. Индикаторная мощность ДВС?

Это мощность, развиваемая газами внутри цилиндра.

, pi – среднее индикаторное давление, Vн – объем цилиндра, n – частота вращения коленчатого вала, об/мин, i – число тактов двигателя (2/i – тактность двигателя).

87. Эффективная мощность ДВС?

Это мощность на валу двигателя. , N_мех – мощность на механические потери.

88. Удельный расход топлива в ДВС?

Это отношение расхода топлива в ед. времени В (кг/с) к мощности двигателя.

89. Особенности газа как топлива для ДВС?

Газ обладает более низкой стоимостью и более высоким О.Ч.

Степень сжатия в газовых двигателях выше, чем в карбюраторных => выше экономичность.

При сгорании газа не выделяется зола. Он сгорает почти полностью без образования дыма, сажи.

В смеси с воздухом при впуске в цилиндр отсутствуют неиспарившиеся жидкие фракции, смывающие смазку. Это приводит к увеличению срока службы масла в газ. двигателе, снижению износа основных деталей, повышению ресурса и надежности газ. дв. на 30-50% по сравнению с жидкостными. Теплота сгораения смеси воздух+газ меньше чем у жидких топлив на 6-10%.

90. Особенности перевода на газ карбюраторных ДВС?

91. Особенности перевода на газ дизельных ДВС?

При переводе дизеля в газовый двигатель степень сжатия обычно снижается на несколько единиц (за счет изменения поршней или головки блока), форсунки заменяются электрическими свечами зажигания, устанавливается система смесеобразования и газоподачи. Двигатель теряет возможность работать на жидком топливе. Установка баллона высокого давления и герметичной система подачи топлива.

92. Сравнение эффективности газовых и жидкостных ДВС?

Газ обладает более низкой стоимостью и более высоким О.Ч.

Потеря мощности в газовых двигателях за счет меньшей теплоты сгорания газа компенсируется возможностью использования газообразного топлива в двигателях с повышенной степенью сжатия.

В смеси с воздухом при впуске в цилиндр отсутствуют неиспарившиеся жидкие фракции, смывающие смазку. Это приводит к увеличению срока службы масла в газ. двигателе, снижению износа основных деталей, повышению ресурса и надежности газ. дв. на 30-50% по сравнению с жидкостными.

При переводе ПДВС на ГТ без изменения конструкции мощность падает 6-10%.

93. Сравнение вредных выбросов в ДВС разных типов?

У газового двигателя не образуется дыма и сажи из-за почти полного сгорания.

Применение газа в качестве моторного топлива позволяет снизить токсичность по оксиду углерода (СО) в 3-4 раза, оксидам азота (NOx) в 1,5-2,0 раза, углеводородам (СН) в 1,2-1,4 раза.

У карбюраторного двигателя по сравнению с дизельным больше выбросы по СО, NOx, СН, но по оксидам серы и выбросу сажи он экологичнее.

94. Классификация ГТУ?

По термодинамическому признаку: - цикл Гемфри (v = idem); - цикл Брайтона (p = idem).

По виду топлива: - жидкое; - газообразное.

По способу организации цикла: - открытый, - закрытый.

По конструктивному исполнению: - одновальная; - многовальная.

По назначению: - стационарные, - авиационные; - судовые.

По использованию теплоты уходящих газов: - безрегенеративные; - регенеративные.

95. Тепловой баланс ГТУ?

Кол-во теплоты, подводимое к ГТУ = теплота, идущая на совершение полезной работы + теплота уходящих газов + теплота, затраченная на воспламенение.

96. Удельная работа в ГТУ?

Это полезная работа цикла ГТУ, передаваемая потребителю равна разности работ расширения в турбине и сжатия рабочего тела в компрессоре: .

97. Относительный внутренний КПД компрессора ГТУ?

98. Относительный внутренний КПД турбины ГТУ?

99. Эффективный термодинамический цикл ГТУ?

1-2, 3-4 – внешнеадиабатные процессы.

100. Показатели эффективного термодинамического цикла ГТУ?

101. КПД ГТУ?

, q₁ – количество теплоты, подведенное к рабочему телу в цикле.

102. Удельный расход топлива в ГТУ?

Это отношение расхода топлива в ед. времени В (кг/с) к мощности ГТУ.

103. Использование теплоты уходящих газов от ГТУ?

Для повышения эффективности цикла ГТУ вводят регенерацию теплоты уходящих газов. Продукты сгорания после газовой турбины перед выбросом в атмосферу проходят регенератор, где подогревают сжатый воздух, подаваемый из компрессора в камеру сгорания. Это увеличивает КПД.

На участке 2-а изобары 2-3 подвод теплоты к сжатому воздуху от отходящих газов, на участке а-3 подвод теплоты за счет сжигания.

104. Классификация ТСУ?

Теплосиловые установки классифицируются на:

А) по виду отпускаемой энергии различают:

- Силовые (выраб. эл. или мех. энергию - КЭC, ГТУ, ПДВС);

- Тепловые (вырабатывают гор. воду и пар);

- Смещенные (ТЭЦ, ГПУ).

Б) по виду первичной преобразуемой энергии:

- ТЭС – хим. энергия топлива преобразуется в электрическую;

- ГЭС – потенциальная энергия воды преобраз. в электрическую;

- АЭС – атомная энергия преобраз. в электрическую.

105. Классификация тепловых электрических станций?

По виду отпускаемой энергии:

- Конденсационные эл. станции (КЭС). Производят только электроэнергию.

- Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ). Производят электрическую и тепловую энергию.

По виду используемого топлива:

- Угольные; - Мазутные; - Газовые; -Газомазутные.

По начальным параметрам газа:

- С докритическим давлением (до 16МПа – ТЭЦ);

- Со сверхкритическим (выше 22МПа - КЭС).

По типу котельных агрегатов:

- Барабанные котлы с естественной циркуляцией (тип Е для ТЭЦ с докритич давлением);

- Прямоточные котлы (тип П для КЭС).

По технологической структуре ТЭС:

- Блочные (каждая турбина от своего парогенератора);

- Неблочные.

106. Тепловой баланс КЭС?

Эл. энергия (33%) = Теплота сгорания топлива (100%) – Потери в котле, в паропроводе, мех. потери, в генераторе (12%) – Потери в конденсаторе (55%).

107. Тепловой баланс ТЭЦ?

108. Схема ТЭЦ с промежуточным отбором пара?

109. Схема КЭС?

110. КПД КЭС?

– мощность электрогенератора

- расход топлива.

- низшая теплота сгорания

111. КПД ТЭС?

112. Расход топлива в ПСУ?

Это отношение расхода топлива в ед. времени В (кг/с) к мощности ПСУ.

,

113. Расход пара в ПСУ?

,

114. Повышение экономичности ТСУ?

1. Совместная выработка электрической и тепловой энергии.

2. Модернизация оборудования.

3. Парогазовые технологии.

4. Использование теплоты уходящих газов (регенерация)

5. Использование местного топлива.

6. Малая энергетика.

7. Внедрение передовых технологий: установки с МГД – генераторами, атомная, водородная и гелиевая энергетика.

115. Когенерация теплоты?

Обычный (традиционный) способ получения электричества и тепла заключается в их раздельной генерации (электростанция и котельная). При этом значительная часть энергии первичного топлива не используется. Можно значительно уменьшить общее потребление топлива путем применения когенерации.

Когенерация - комбинированное производство электрической (или механической) и тепловой энергии из одного и того же первичного источника энергии.

116. Физическая сущность охлаждения?

1. Расширение газов без совершения работы (Т=10-300 К)
2. Расширение газов и паров с совершением работы (Т=5-300 К)
3. Дросселирование газов и паров (Т=3-300 К)
4. Откачка паров при фазовом переходе (Т=0,5-300 К)
5. Десорбция (Т=4-300 К)
6. Температурное расслоение газа в вихревых трубках (Т=20-300 К)
7. Смешение веществ при с_общ<∑c_i (T≥0,002 К)
8. Эффект Пельтье – ток через два полупроводника (Т=150-300 К)
9. Размагничивание парамагнетиков и ядер (Т=2·10^-5-300 К)
10. Электротермические эффекты (Т=20-300К)
11. И др.

117. Классификация холодильных машин?

Рабочее тело:

- газ;

- пар (компрессионные, эжекторные, абсорбционные).

Низшая температура:

- 273-120 (умереннонизкие);

- 120-0,5 (криогенные);

- 0,5-0 (сверхнизкие).

Принцип работы:

- термоэлектрические;

- размагничивающие.

118. Термотрансформаторы?

Т.т. – устройство, позволяющее передавать теплоту от источника с одной температурой к источнику с другой температурой.

119. Принцип действия понижающего термотрасформатора?

120. Принцип действия повышающего термотрасформатора?

121. Принцип действия смешанного термотрасформатора?

122. Структура потребления ТЭР?

1. Освещение – 0,5 %
2. Силовые процессы – 25 %
3. Высокотемпературные процессы (>400°С) – 25 %
4. Средне- (100-400°С) и низкотемпературные (100-200°С) процессы – 49,5 %

123. Направления энергосбережения?

Энергосбережение – реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии.

124. Классификация ВЭР?

(по виду энергии)

1. Топливные (хим. энергия отходов технологических процессов)
2. Тепловые (физ. теплота отходящих газов, продукции и т.п.)
3. Избыточное давление (потенциальная энергия газов, жидкостей, покидающих технологический агрегат)

125. Направления использования ВЭР?

- регенерация и утилизация теплоты на технологические нужды КС;

- получение пара энергетических и низких параметров;

- нагрев теплофикационной и технологической воды;

- использование теплоты в агропромышленном комплексе.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: