Љазаљстан республикасыныў білім жшне ’ылым министрлігі

ДЩріс 7

2 Ренкин циклыныЈ термиялы› ПШК.

3 Жылуфикациялы› циклдары, жылуфикации коэффициенті.

4 Бинарлы циклы.

5 Атомды› жылуэнергетикалы› ›оЈдыр“ылардыЈ циклдары.
Бу кЇштік ›оЈдыр“ы ›азіргі жылулы› жЩне атомды› электрстанциялардыЈ негізі болып есептеледі. Осындай ›оЈдыр“ыларда ж±мысшы дене ретінде кез-келген с±йы›тыЈ буы алынады. БудыЈ конденсациясымен ж±мыс істейтін ›арапайым бу кЇштік ›ондыр“ыныЈ ж±мысыныЈ негізінде Ренкин циклі жатыр Принципиалды сызба н±с›асы 1 суретте кйрсетілген.

1 – ›азан-агрегат; 2 – бу›ыздыр“ыш; 3 – бу турбинасы; 4 – генератор;

5 – конденсатор; 6 – сорап; 7 – отты›
Сурет 1 – Бу кЇштік ›оЈдыр“ыныЈ принципиалды сызба н±с›асы

љазан-агрегатта ›ыздырылып алын“ан бу, бу турбинасына ба“ытталып, онда ±л“айып ж±мыс жасайды. Турбинадан ж±мыс ічтеген бу конденсатор“а барады. Онда жылу, конденсатор ар›ылы йтетЈн сал›ындат›ыш су“а беріледі. ОсыныЈ нЩтижесінде бу толы“ымен конденсацияланады. АлыЈ“ан конденсат конденсатордан Їздіксіз сораппен сорылып алынады, сы“ылады жЩне ›атадан ›азан-агрегат›а ›айталап булану“а жіберіледі.

Сйтіп, ж±мысшы дене бір›атар агрегатты› кЇйлер йзгерісінен йтіп, ›оЈдыр“ыда айналым жасайды, я“ни Ренкин цикл.

Бу турбинасы ›ондыр“ысында негiзгi цикл Їшiн идеалды Ренкин циклi ›абылдан“ан. Б±л циклда ж±мысшы дененiЈ сал›ындат›ышта толы› сал›ындауы йтедi. СоныЈ ар›асында Їлкен, тиiмдiлiгi аз ауа сы››ыштыЈ орнына ›азан“а ›оректендiру Їшiн берiлетiн су, габаритi аз, ал пайдалы Щcep коэффициентi жо“ар“ы сораппен берiледi. Бу турбинасы ›ондыр“ысыныЈ жалпы ›уатымен салыстыр“анда, сораптыЈ ›уаты аз бол“анды›тан, онда болатын шы“ын шамасы кiшкентай. Сонымен ›aтap, Ренкин циклiнде ›ыздырыл“ан будыЈ ›олдану мЇмкiншiлiгi Їлкен. Б±л берiлген жылу интегралды› орта температурасын кйбейтуге жа“дай жасайды жЩне сонымен ›aтap, циклдiЈ термиялы› п.Щ.к. жо“арлатады

Ренкин циклы Щр тЇрлі жылудинамикалы› диаграммаларда 2, 3, 4 суреттерде кйрсетілген.

Сурет 2 - -диграммада“ы Ренкин циклы

Сурет 3 - -диграммада“ы Ренкин циклы
Сурет 4 - -диграммада“ы Ренкин циклы
Ренкин циклыныЈ процестері:

1-2 сызы“ы машинада“ы будыЈ адиабаталы› ±л“аю процесі;

2-3 сызы“ы машинадан шы››ан будыЈ конденсация процесі;

3-4 сызы“ы сорапта“ы су ›ысымыныЈ жо“арлау процесі;

4-5 сызы“ы бу ›азанында“ы судыЈ ›аны“у температурасына дейін жылыну процесі;

5-6 сызы“ы р_н =p₁ ›ысымы кезіндегі бу ›азанында“ы булану процесі;

6-1 сызы“ы P_к=P₁ ›ысымда“ы бу›ыздыр“ышта“ы буды Щрі ›арай ›ыздыру процесі.
Ренкин циклініЈ термиялы› п.Щ.к.-і мына формуламен аны›талады:
.(1)

Жылуды пайдаланудыЈ п.Щ.к.-ін йсіру Їшін, жылуфикация циклымен ж±мыс істейтін бу кЇштік ›ондыр“ылардыЈ алатын ролі зор. М±ндай ›ондыр“ылардыЈ ерекшелігі, бір орталы›тан т±тынушыны бір уа›ытта екі йнім тЇрімен, я“ни электр жЩне жылу энергиясымен ›амтамасыз ету.

Осындай жылу электр станциялары жылу электр орталы›тары (ЖЭО) деп аталады. Ал КЭС (конденсациялы электр станциясы) ЖЭО-дан айырмашылы“ы, ол тек бір “ана йнім тЇрін шы“арады. Кейбір ЖЭО-да конденсатор болмайды. Оларда р₂ ›ысым кйбінесе, атмосфералы› ›ысымнан Їлкен жЩне ол р₂ ›ысымды жылуды т±тынушылардыЈ талабына (0.2-0.4 МПа) сЩйкестендіріп таЈдайды. Осындай турбиналар ›арсы ›ысымды деп атайды. Жылуфикациялы› циклды ›ондыр“ыларда “ы жылуды пайдаланудыЈ жалпы коэффициенті η=0,65-0,7, ал б±л кйрсеткіш КЭС-да 0,42- 0,45теЈ. М±ндай жылуфикациялы› циклдыЈ кемшілігі: ол станциялардыЈ ж±мысыныЈ тЩуелсіз жылулы› жЩне электрлік графигін ›амти алмауы. Оларда электр энергиясын йндіру жылуды т±тынушылармен аны›талады. Сонды›тан, кЩзіргі заманда“ы ЖЭО-да буды аралы› жолмен алу циклымен ж±мыс істейтін бу кЇштік ›ондыр“ыларда конденсациялы жЩне жылуфикациялы турбиналардыЈ комбинациясы ›олданылады. Бу кЇштік ›ондыр“ыныЈ б±л тЇрі йзініЈ Їнемділігі жа“ынан ›арсы ›ысымды жылуфикациялы› ›ондыр“ыдан артта ›ал“ан.
издік ба›ылау с±ра›тары
1 Бу кЇштік ›ондыр“ылардыЈ ›олдану жа“дайын тЇсіндіріЈіз

2 Бу кЇштік ›ондыр“ылардыЈ сызбан±с›асын сызыЈыз

3 Бу кЇштік ›ондыр“ылардыЈ PV, ТS жЩне IS-диаграммаларын т±р“ызып, тЇсіндіріЈіз

4 Бу кЇштік ›ондыр“ылардыЈ теориялы› циклы деп нені алады

5 Бу кЇштік ›ондыр“ылардыЈ Їнемділігін жо“арылату Щдістері ›андай
љолданыл“ан о›улы›тар
1 Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат., 1969. – б.3-20

2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». – М.: Высшая школа, 1980. – б.3-15

3 Асамбаев А.Ж. «Техникалы› термодинамиканыЈ негіздері» - 2006. – б.4-16

4 Баскаков Б.В., Берг О.К., Витт и др. «Теплотехника» - М.: Энергоатомиздат., 1991. – б. 4-11, б. 40-41

5 ЭнергетиканыЈ электронды› энциклопедиясы.

• ДЩріс 8

2 Жылу йткізгіштік. Фурье заЈы

3 Жылуйткізгіштік коэффициентініЈ физикалы› мЩні

4 Конвекция. Ньютон заЈы

5 Жылу беру коэффициенті

ШртЇрлі температуда“ы денелерде жылу энергиясыныЈ бірінен екіншісіне йтуі жылуалмасу процессі деп аталады.

Жылу алмасу процесстерініЈ ›оз“аушы кЇші - ысты› жЩне суы› денелердіЈ температуларыныЈ айырмасы болып табылады. Б±л ›оз“аушы кЇштіЈ Щсерінен термодинамиканыЈ екінші заЈына байланысты жылу ысты› денеден суы› денеге йздігінен йтеді. Денелер арсында“ы жылу алмасу еркін электрондар , атомдар жЩне молекулалардыЈ йзара энергия алмасуы ар›асында болады. Жылу алмасуда ›атынасатын денелерді жылу тасымалда“ыштар деп атайды.

Жылуйту – жылу тарату процесстері жйніндегі “ылым. Жылу процесстеріне тймендегілер жатады: ысыту, суыту, конденсациялау жЩне буландыру. Кйптеген масса алмасу (Мысалы, айдау, суыту, кептіру т.б) жЩне химиялы› процесстердіЈ йтуінде б±л процесстердіЈ маЈызы Їлкен.

Жылу таратудыЈ негізгі Їш тЇрлі тЩсілі бар: жылуйткізгіштік, жылулы сЩуле шы“ару, конвекция.

Бірлік уа›ытында тасымалданатын жылуды жылулы› а“ын деп атайды. Оны белгілеп, Дж/с(Вт)–пен йлшейді.

ДененіЈ беттік бірлігіне кететін жылулы› а“ын а“ынныЈ беттік жылулы› ты“ызды“ы деп аталады. илшем бірлігі Вт/м². А“ынныЈ беттік жылулы› ты“ызды“ы мына формуламен аны›талады:

Бір-біріне тиісіп т±ратын йте кіші бйлшектердіЈ тЩртіпсіз ›оз“алысыныЈ нЩтижесінде жылу йту процессі - жылу йткізгіштік деп аталады. Б±л ›оз“алыс газдар жЩне тамшымалы с±йы›тарда молекулалардыЈ ›оз“алысы ›атты денелерде кристалды› торда“ы атомдардыЈ тербелісі немеесе металдарда“ы еркін электрондар диффузиясы болуы мЇмкі. љатты денелердіЈ жылу таратуыныЈ негізгі тЇрі жылу йткізгіштік болып табылады.

Газ немесе с±йы› кйлемініЈ ЩртЇрлі нЇктелеріндегі температуралар аыйрмашылы“ы салдарынан осы нЇктелердегі ты“ызды›тар айырмасыныЈ нЩтижесінде болатын жылу алмасуды еркін немесе таби“и конвекция деп атайды. Газ немесе с±йы› кйлемініЈ ЩртЇрлі еріксіз ›оз“алысы (мысалы, насосо, компрессор жЩрдемімен немесе араластыр“ышпен араластыр“анда) салдарынан жылу алмасуды еріксіз конвекция деп атайды.

Ысты› газдан (с±йы›тан) суы› газ“а (с±йы››а) оларды бйліп т±р“ан ›атты ›абыр“а немесе бет ар›ылы жылу йту кЇрделілеу болады. Б±л процесті жылу йту деп атайды. ®здіксіз Щрекетті аппараттарда ЩртЇрлі нЇктелердегі температура уа›ыт бойынша йзгермейді, м±ндай аппараттарда“ы процес ›алыптас›ан (стационарлы) болады. Мерзімді Щрекетті аппараттарда температура уа›ыт бойынша йзгереді. (Мысалы, ысыт›анда немесе суыт›анда), я“ни жылу алмасу процесі ›алыптаспа“ан (стационарлы емес)болады.

Фурье заЈы жылу йткізгіштіктіЈ негізгі заЈы болып табылады. Б±л заЈ бойынша : жылу а“ынына перпендикуляр бет ар›ылы уа›ытта йтетін жылу мйлшері, температураныЈ градиентке, бетке жЩне уа›ыт›а тура пропорционал:

немесе жылулы› а“ынныЈ ты“ызды“ы Їшін:

м±нда“ы - заттыЈ жылуйткізгіштік коэффициенті, Вт/(мК).

Жылуйткізгіштік коэффициенті Вт/(мк), температура градиенті 1 К /м бол“анда, 1 м² беттен йтетін жылу а“ынныЈ ›уатын кйрсетеді.

Сонымен, - ныЈ мЩні заттыЈ таби“атына, структурасына, ыл“алдылы“ына, температурасына т.б факторлар“а байланысты болады.

ГаздардыЈ жылуйткізгіштік коэффициенті 0,00620,165 Вт/мк аралы“ында болады. Температура кйбейгенде  кйбейеді.  тек жо“ар“ы (2000 атм.) жЩне йте тйменгі (0.03 атм.) ›ысымдарда йзгереді.

ГаздардыЈ жылуйткізгіштік коэффициентін тймендегі формуламен есептеуге болады:

м±нда“ы, – газдыЈ динамикалы› т±т›ырлы“ы, Пас;

С±йы›тардыЈ жылуйткізгіштік коэффициенті 0,1 0,7 Вт/мк аралы“ында болып температура кйбейген сайын азаяды. С±йы›тар Їшін -ны тймендегі формуламен есептеуге болады:

м±нда“ы, – с±йы›тыЈ т±ра›ты ›ысымда“ы меншікте жылу-сыйымдылы“ы, Дж/кг К;

Жылу йткізгіштік () материалдардыЈ кезектілігіне жЩне ыл“алдылы“ына байланысты. Ыл“ал материалдар Їшін  ›±р“а› материалдар“а ›ара“анда кйп кезектілік  ны азайтады, себебі кезек арасында“ы ауаныЈ - сы аз. Ыл“ал материалдар Їшін  ›±р“а› материалдар“а ›ара“анда кйп кезектілік  ны азайтады, себебі кезек арасында“ы ауаныЈ - сы аз.

С±йы›тыЈ барлы› массасыныЈ ›оз“алысы ›аншалы›ты ›ар›ынды араласса, конвекция ар›ылы жылуалмасу соншалы›ты ›ар›ынды йтеді. Сонымен, конвекция с±йы› ›оз“алысыныЈ гидродинамикалы› шартына кйп байланысты болады. А“ынныЈ ядросына жылуалмасуы жылуйткізгіштік жЩне конвекция мен йткізіледі. ЖылудыЈ м±ндай бірлесіп алмасуын конвекциялы жылуалмасу деп атайды.

ОртаныЈ турбулентті ›оз“алысында а“ын ядросында“ы жылуалмасуы механизмі турбуленттік тол›ысулы› салдарынан болатын араласудыЈ ›ар›ындылы“ымен сипатталады. Турбулентті тол›ысулы› ядрода“ы температулардыЈ мЩнініЈ кейбір орташа t – ге дейін теЈесуін ›амтамасыз етеді. Сонды›тан, ядрода“ы жылуалмасу еЈ алдымен тасымалда“ыштыЈ ›оз“алыс сипатымен аны›талады. љабыр“а“а жа›ында“ан сайын жылу берудіЈ ›ар›ындылы“ы тймендейді. љабыр“а жанында ›алыЈды“ы  - “а теЈ жылулы шекаралы› ›абат т.б. Б±л ›абат гидродинамикалы› шекаралы› ›абат›а ±›сас болады, біра› олардыЈ ›алыЈды“ы ЩртЇрлі.

Конвекция жылуалмасу механизмніЈ йте кЇрделілігіне байланысты жылу беруді есептеу ›иын. љабыр“адан с±йы››а (немесе с±йы›тан ›абыр“а“а) берілген жылу шамасын дЩл есептеу Їшін ›абыр“а жанында“ы температуралы› градиентті жЩне бет бойынша жылу тасымалда“ыштыЈ температуралы› йзгеруін білу керек. Б±ларды аны›тау йте ›иын.

Сонды›тан, жылуберудіЈ есептеуін жеЈілдету Їшін оныЈ негізіне НьютонныЈ суыту заЈын пайдаланады. Б±л заЈ бойынша: жылуалмасу бетінен с±йы››а (немесе керісінше с±йы›тан ›атты дене бетіне) берілген жылу мйлшері (dQ) ›абыр“а бетіне (df) ›абыр“а мен с±йы›тыЈ температураларыныЈ айырмасына (t›-tс) жЩне уа›ыт›а (d) тура пропорционал:
,(6)

м±нда“ы,  - жылуберу коэффициенті деп аталады. Жылуберу коэффициентініЈ мЩні ›абыр“а мен ›орша“ан орта (тамшылы с±йы› немесе газ) арасында“ы жылу алмасудыЈ ›ар›ындылы“ын сипаттайды. ОныЈ  йлшем бірлігі Вт/мІк.

1 Жылу алмасу процесі дегеніміз не?

2 Жылу алмасу процесініЈ негізгі ›оз“аушы кЇшін ›алай табады?

3 Жылу таратудыЈ негізгі тЩсілдерін атаЈыз

4 Жылуйткізгіштік деп нені айтады

5 Фурье заЈыныЈ формуласын жазыЈыз

6 Жылуйткізгіштік коэффициенті нені сипаттайды?

7 Ньютон формуласын жазыЈыз

2 Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». – М.: Высшая школа, 1980. – б.3-15

3 Асамбаев А.Ж. «Техникалы› термодинамиканыЈ негіздері» - 2006. – б.4-16

4 Баскаков Б.В., Берг О.К., Витт и др. «Теплотехника» - М.: Энергоатомиздат., 1991. – б. 4-11, б. 40-41

5 ЭнергетиканыЈ электронды› энциклопедиясы.

• 
  
  жүктеу/скачать 1.19 Mb.
  
  Достарыңызбен бөлісу: