Πώς να υπολογίσετε την ισχύ ενός ατμοστρόβιλου

Περιεχόμενο

Οδηγίες
Τι χρειάζεστε

Οι ατμοστρόβιλοι παράγουν συνήθως ηλεκτρική ενέργεια ως υποπροϊόν της παραγωγής θερμότητας ατμού. Στη θερμοδυναμική, μια ατμοστρόβιλος ιδανικά θεωρείται ως μια ιστροτροπική συσκευή. Μια ισέντροπική διαδικασία είναι αυτή στην οποία δεν υπάρχει μεταβολή στην εντροπία (το μέτρο του επιπέδου της διαταραχής). Ωστόσο, οι ατμοστρόβιλοι δεν συμπεριφέρονται ιδανικά. Για να υπολογίσετε την πραγματική ισχύ της ατμοστρόβιλος, πρέπει πρώτα να υπολογίσετε την ιδανική ισχύ εξόδου για την οποία θα χρειαστείτε τρεις μεταβλητές: τη μάζα ροής ατμού, την ενθαλπία ατμού στην είσοδο στροβίλου και την ενθαλπία του την έξοδο του στροβίλου.

Οδηγίες

Χρησιμοποιήστε την ακόλουθη εξίσωση για να υπολογίσετε την ισχύ: W_st = m_w (h_6 - h_7), όπου W_st = ισχύς του ατμοστρόβιλου, m_w = μάζα ροής ατμού, h_6 = ενθαλπία ατμού στην είσοδο στροβίλου, h_7 = του στροβίλου. Θα χρειαστεί επίσης να βρείτε την εντροπία και στις δύο πολιτείες. Εξετάστε τις δύο καταστάσεις του στροβίλου: την κατάσταση εισόδου και την κατάσταση εξόδου. Η κατάσταση εισόδου για τον στρόβιλο είναι σταθερή καθώς καθορίζεται η πίεση και η θερμοκρασία του εισερχόμενου ατμού. Η κατάσταση εξόδου δεν είναι σταθερή επειδή καθορίζεται μόνο η πίεση.
Ανατρέξτε στους πίνακες ατμού και αποκτήστε την ενθαλπία και την εντροπία για την πρώτη κατάσταση με τη δεδομένη πίεση και θερμοκρασία (ο πίνακας ατμού παρέχεται στην ενότητα Χαρακτηριστικά αυτού του άρθρου). Χρησιμοποιώντας την κατάσταση ισέντρου (s_2s = s_1), η κατάσταση εξόδου μπορεί να ρυθμιστεί όσο γνωρίζετε την πίεση και την εντροπία σε αυτή την κατάσταση. Ανατρέξτε στους πίνακες ατμού για να προσδιορίσετε την υγρή φάση ώστε στη συνέχεια να λάβετε την ενθαλπία στην κατάσταση εξόδου.
Αξιολογήστε την ενθαλπία και τη θερμοκρασία της κατάστασης εξόδου. Χρησιμοποιήστε τις μεταβλητές σας για να υπολογίσετε την ισχύ εξόδου του ισοεντροπικού ατμοστρόβιλου χρησιμοποιώντας την εξίσωση W_st = m_w (h_6 - h_7).
Υπολογίστε την πραγματική έξοδο, επιτυγχάνοντας την αδιαβατική απόδοση του στροβίλου μαζί με την ισοεντροπική έξοδο, όπως υπολογίστηκε στο προηγούμενο βήμα. Υπολογίστε την πραγματική (αδιαβατική) έξοδο που παράγεται με τη χρήση της εξίσωσης W = η_s × w_ideal, όπου η_s είναι η απόδοση του ιστροτροπικού στροβίλου και w_ideal είναι το έργο που θα παραγόταν εάν ο στρόβιλος συμπεριφερόταν ισοντρόπλασμα.