Курс лекций общая энергетика

Начертательная геометрия
Фронтально проецирующая плоскость
Фронтальная плоскость уровня
Фронталь плоскости
Прямая, параллельная плоскости
Взаимная параллельность плоскостей
Примеры изображения плоскостей общего и частного положения
Задание поверхности на комплексном чертеже
Определитель поверхности
Алгоритм конструирования поверхности
Развертывающиеся поверхности
Комплексный чертеж призматической поверхности
Задание кривых линейчатых поверхностей
Задание цилиндрической поверхности общего вида на комплексном чертеже
Неразвертывающиеся линейчатые поверхности с двумя направляющими
Алгоритм построения цилиндроида
Коноид
Поверхности вращения
Поверхности вращения второго порядка
Сфера образуется вращением окружности
Эллипсоид вращения
Гиперболоид вращения
Тор- поверхность вращения 4 порядка
Сконструировать поверхность: тор-кольцо
Винтовые поверхности
Решение позиционных и метрических задач
Позиционные задачи
Решение главных позиционных задач
Конические сечения
Построить линию пересечения сферы
Метрические задачи.
Построение плоскости, касательной к поверхности
Задачи на определение расстояний между геометрическими фигурами
Преобразование комплексного чертежа
Плоский чертёж
Третья основная задача преобразования комплексного чертежа
Решение четырех основных задач преобразованием комплексного чертежа
Плоскость общего положения поставить в положение проецирующей
Решение позиционных задач с помощью преобразования комплексного чертежа
Технические чертежи

Изображения на технических чертежах

Разрезы
Классификация разрезов
Соединение части вида и части разреза
Сечения
Выносные элементы
По наглядному изображению построить три вида детали и выполнить необходимые разрезы.
Построить три вида детали и выполнить необходимые разрезы
Сфера
Аксонометрия
Изометрия окружности
Прямоугольная диметрия
Энергетика
  • Тепловые электрические станции
  • Основные элементы паровых электростанций
  • Технологическая схема ТЭС
  • Отопление и горячее водоснабжение (ГВС)
  • Топливный тракт электростанции
  • Сжигание жидкого топлива на электростанции
  • Тракт шлакозолоудаления
  • Виды органического топлива
  • Характеристики топлива
  • Элементы теории термодинамики
  • Термодинамический процесс
  • Изобарный процесс
  • Круговые процессы или циклы
  • Энтропия как параметр термодинамической
    системы
  • Термодинамические процессы водяного пара
  • Основные параметры воды и водяного пара
  • Основное тепловое оборудование ТЭС
  • Основные параметры и обозначения
    паровых котлов
  • Паровые турбины
  • Основные узлы и конструкция паровой турбины
  • Принципиальная схема конденсационной
    установки
  • Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)
  • Компоновка главного корпуса
    и генеральный план ТЭС
  • Строительная компоновка главного корпуса ТЭС
  • Генеральный план электростанции
  • Газотурбинные, парогазовые электрические
    станции
  • Атомные электростанции
  • Принципиальные тепловые схемы АЭС
  • Альтернативные источники получения
    электрической энергии
  • Приливные электростанций (ПЭС).
  • Энергия морских течений
  • Различные типы ветроагрегатов
  • Экология
  • Экологические проблемы тепловой энергетики
  • Экологические проблемы ядерной энергетики
  •  

    Энтропия как параметр термодинамической системы.

    В 1850 году немецкий учёный Клаузиус впервые предложил для установления связи между количеством тепла и температурой особую функцию, названную энтропией, которая в отличие от теплоёмкости обладает свойствами параметра состояния:

     кДж/(кг·К).

    При рассмотрении термодинамических процессов в качестве параметров состояния рабочего тела использовались его температура, давление, удельный объём, внутренняя энергия и энтальпия. Однако с их помощью нельзя графически изображать количества тепла, участвующее в том или ином процессе, как это делалось применительно к работе, изображавшейся в р, v-диаграмме. В связи с этим в термодинамике пользуются ещё одним параметром состояния рабочего тела ― энтропией.

    Эта величина обладает особыми свойствами и является мерой необратимости процессов, а также мерой снижения работоспособности изолированной системы.

    Термический КПД обратимого цикла Карно равен: , откуда:

     или  и

    Однако нам известно, что подводимая теплота q1 ― величина положительная, а отводимая q2 ― величина отрицательная. Тогда: .

    Отношение теплоты к абсолютной температуре, при которой она подводится к телу или от него отводится, называется приведённой теплотой. Поэтому для обратимого цикла Карно алгебраическая сумма приведённых теплот равна нулю. Это будет справедливо для любого обратимого процесса.

    Одним из особых свойств энтропии является то, что изменение энтропии системы, которая состоит из горячего источника, рабочего тела и холодильника, в результате прохождения обратимого цикла равно нулю. Энтропия изолированной системы остаётся постоянной.

    Таким образом, чтобы вычислить изменение энтропии в каком-либо процессе, нужно из значения энтропии в конечном состоянии вычесть значение энтропии в начальном состоянии вещества. Введение нового параметра состояния ― энтропии позволяет упростить многие расчёты, ввести Т, s-диаграмму, которая является весьма удобной для анализа процессов и циклов.

    На основании вышесказанного можно сделать следующие выводы:

    1. Когда в изолированной системе протекают обратимые процессы, то общее изменение её энтропии равно нулю.

    2. Когда в изолированной системе протекают наряду с обратимыми и необратимые процессы, то общее изменение энтропии её больше нуля.

    Неправильно распространив эти положения на всю Вселенную, Клаузиус пришёл к выводу о том, что в результате постоянно происходящих в природе необратимых термодинамических процессов, сопровождающихся непрерывным возрастанием энтропии, должна наступить «тепловая смерть», которая выразится в прекращении протекания всех процессов. Это утверждение Клаузиуса было опровергнуто другими учёными, которые показали, что во Вселенной происходили до сих пор и продолжают происходить процессы возрождения и концентрации энергии. Примером может служить образования в нашей астральной системе новых звёзд.

    1.4.16. Регенеративный цикл

    В технической термодинамике широко применяется при исследовании процессов Т,s-диаграмма, на которой по оси ординат откладываются значения абсолютных температур, а по оси абсцисс ― значения энтропии.

    На прошлом занятии мы определили, что наиболее экономичным циклом, который совершается в заданном интервале температур, является цикл Карно. Можно показать, что эффективность любого обратимого цикла может быть равной эффективности цикла Карно при условии, что хотя бы один процесс расширения и один процесс сжатия являются изотермическими. Что же касается других процессов расширения и сжатия, то они могут быть любыми другими политропными процессами, удовлетворяющими условию: у этих политропных процессов одинаковые температуры Т и отношение изменения энтропии ds к температуре Т ().

    Такие кривые, удовлетворяющие этим условиям (одинаковости Т и ) называются эквидистантными.

    Рассмотрим пример такого обратимого цикла (рис.19), где процессы 1—а и 2—b представляют собой соответственно изотермы Т1=const и Т2=const, а политропные процессы а—2 (расширение) и b—1 (сжатие) ― эквидистантны.

    Вследствие этого тепло, отведённое в процессе расширения а—2 и изображаемое площадью s2―2―a―sa, равно теплу, подведённому в эквидистантном процессе сжатия b―1 (площадь sb―b―1―s1).

    Для возможности обратимого выполнения процесса а―2 требуется непрерывный ряд источников тепла с температурами от Т1 до Т2,воспринимающих отводимое тепло и такой же ряд источников вдоль процесса b―1, отдающих тепло. Такие вспомогательные источники тепла называются регенераторами.

    Так как процессы а―2 и а―1 эквидистантны, то в любых соответствующих точках политропных процессов температура рабочего тела будут одинаковы, то есть для любых соответственных элементарных процессов расширения и сжатия отводимое тепло будет равно подводимому. Более того, если обеспечить непосредственный тепловой контакт рабочего тела в процессах а―2 и b―1, то можно вообще обойтись без вспомогательных источников тепла ― регенераторов. Такую передачу тепла внутри одного и того же цикла называют регенерацией тепла, а циклы с использованием части тепла, отводимого на одних участках, для подогрева рабочего тела на других эквидистантных им участках того же цикла называются регенеративными циклами или же обобщёнными циклами Карно.

    Т

          а

    Т1

    Тi

    Т2

      b 2

     

     

     Sb S1    S2  Sа S

     
     Пар сконденсировался в конденсаторе и превратился в

     конденсат (воду), затем он последовательно проходит

     ряд подогревателей низкого и высокого давлений и

     поступает в котёл. Перед котлом вода, которая

     называется питательной, подогревается до 210÷2700С.

     Чем она подогревается? А тем же рабочим телом ―

     паром из отборов турбины, который пройдя оставшиеся

     ступени, превращается в конденсат. То есть одно и то же

     рабочее тело ― пар (газообразное рабочее тело) греет

     самого себя в жидком состоянии, тем самым

     восстанавливая некоторую часть тепла, то есть

     происходит регенерация тепла рабочего тела.

     Рис.19. Из этого примера работы паротурбинной установки

    следует, что конденсационная паровая турбина может непрерывно работать при условии превращения пара в жидкость (конденсат). Это связано с тем, что часть тепла рабочего тела должна быть безвозвратно поглощена в конденсаторе. Аналогично этому в любой другой теплосиловой установке можно всегда установить наличие двух разнотемпературных источников тепла.

    Всё это относится к обратимым термодинамическим процессам. Но, как известно, все реальные процессы необратимы. Если осуществить какой-либо цикл в условиях внутренней необратимости отдельных процессов, например, с трением, то результатом необратимости будет уменьшение полезной работы. Так, в частности, если в цикле Карно использовать необратимость процессов, то эти процессы уже не будут адиабатными (изоэнтропными), а это значит, что внутренняя необратимость процесса вызывает дополнительный прирост энтропии.

    Энергетика