Chapter 8: Vapor Power Systems

E1 Pednka . 5 Carnotizace RC Regenerativn ohev Osnova Zopakovn stanoven elov funkce TE a jej vpoet pro ideln a skuten obh. Mra dokonalosti transformace v TE. Carnotizan prava - zvyovn prmrn teploty pvodu tepla do TO (regenerativn ohev - RO) 01/17/20 regenerativn ohev napjec vody- definice vpoet tepeln innosti s RO stanoven teploty vody na vstupu do TZ regenerativn ohvky Pednky E1 - 2014 2 Vpoet tepelnho schmatu Vpotem se stanovuj hmotnostn toky ve schmatu A) innost RC obhu B) Hmotnostn tok pracovn ltky TO [kg/s]

Mrn hmotnostn tok pracovn ltky TO [kg/Ws] C) Hmotnostn tok chladc vody [kg/s] Mrn hmotnostn chladc vody [kg/Ws] D) Hmotnostn tok paliva [kg/s] Mrn hmotnostn tok paliva [kg/Ws] Zkladem je vdy een energetickch bilanc 01/17/20 Pednky E1 - 2014 3 innost ohevu kapaliny na bod varu T 2 T2 4 K T1 T3-4 3 T1-2 p5

T5 1 5 Tepeln innost = --------------------------------- I II III S 01/17/20 Pednky E1 - 2014 4 Zvyovn prmrn teploty pvodu tepla (regenerativn ohev RO) T (K) Mp , p a Pe KO N ODB 1

3 2 po 1 RO Mp ]1 - 6 6 M 1 nv Mp ]Mp KO 5 K 5 qr

qr ] 1- ]D s .Ds Ds a 01/17/20 b c d Pednky E1 - 2014 s ( kJ.kg.-1K-1) 5 Stanoven parametr bilann rovnice v A M p ,i 1 Pe M ,i p 6 M p ( 1- ]

M ,i A p 6 M ,i p 6 M n v ,i1 M p (1 )i6 M p i1 M p i6 M p ,i1 M p M n v ,i1 01/17/20 Pednky E1 - 2014 6 Stanoven parametr odbru p a p i3 o p

3 e tk i6 6 i5 5 i 1 1 2 i1 inv = i1 s 01/17/20 Pednky E1 - 2014 7 Zmna tepelnho schmatu pi pouit regenerativnho ohevu Oproti zkladnmu pkladu vpotu RC obhu se vlivem pouit RO pry tepeln schma zmn, protoe je st tepla o pomrnm mnostv o odebrno pi tlaku po z TM a u dle nekon prci v TM (io i5), ale ped toto teplo napjec vod ped vstupem do TZ, tm se sn poteba tepla v TZ o

hodnotu i1 i1. Zisk prce oproti zkladnmu schmatu poklesne, ale rovn zisk pivedenho teplo do TO tak poklesne. Bude tedy zleet na zmn jejich hodnot oproti zkladnmu schmatu (innosti) M p i4 4 po p = konst T T4=TA TARC T1=TB 2 TI s 1 1 qk K 3 4 TIII s

ql qpr M Tepeln innost: t = at /qp=(i4-i5)/(i4-i1) Pe TM 2 pa l pal 1i 1 = i5 5 M i5 p qo o

MOKR q at TZ 3 qp PEHT 4 N 5 1 M i1 SYT M 01/17/20 4 TZ

q Tepeln innost: t = at /qp=[(i4-io) + (1-(io-i5)]/(i4-i1) Pednky E1 - 2014 i4 4 a t I a t II 3 q p s p I pal 1 i 1 io RO Pe

TM 2 pal at II o 5 i5 qo 1 N 1 i1 8 Stanoven teploty napjec vody Exergetick ztrta pi transformaci tepla mezi dvma mdii Ekonomick vznam exergie - neplat zkon o jejm zachovn. Exergie se nevratnmi procesy mn na anergii. Exergie se v prbhu transformanho etzce trvale a vdy ztrc a tuto ztrtu lze vdy

vyjdit finann. Pokud snme teplotu ltky tm e pouze pedv sv Teplo chladnj ltce, tak tm dochz ke ztrt Potencilu pro transformaci na prci 01/17/20 Pednky E1 - 2014 9 Formulace I. a II. vty termodynamiky pomoc exergie a anergie I.vta Zkon o zachovn energie Pi vech procesech zstv souet exergie a anergie konstantn II.vta Zkon o znehodnocovn energie Pi vech nevratnch procesech stoup podl anergie na kor exergie. Pouze u vratnch proces se nemn Transformace anergie na exergii je nemon Nemonost sestrojen Perpetum mobile druhho druhu Maximln mnostv prce kterou je mono zskat z ltky je jejm uvedenm vratnou zmnou do rovnovnho stavu s okolm, tj. teplo je odvdno pouze pi teplot okol.

01/17/20 Pednky E1 - 2014 10 Prce 1 kg mdia po integran cest dw v .dp dq di de p 0 e 1 dq 1 p2 1 0 1 p o 12 2 0

2 0 di dq dq di di 1 1 2 1 2 isoentropick zmna 2 2 0 2-0 dq 0 1 isotermick zmna 0 dq T . s 0

0 s1 2 0 e 1 dq 1 0 2 0 2 0 di dq dq di di 1 1 2 1 2 e 1 i 1 i 0 T0 . s1 s 0 01/17/20

Pednky E1 - 2014 11 Maximln mnostv energie lze petransformovat v idelnm Carnotov obhu, uspodanm mezi isotermami T a To q e a dq de da T dE .dQ 1 o .dQ T C t dA (1 tC ).dQ Energie Exergie Anergie To .dQ T Souet exergie a anergie je konstantn. V prbhu vech transformanch proces se vdy posouv hranice mezi exergi a anergi ve prospch anergie. 01/17/20 Pednky E1 - 2014

12 Rekuperan povrchov vmnk 01/17/20 Pednky E1 - 2014 13 Exergetick ztrta pi transformaci tepla mezi dvma mdii Kad transformace tepeln energie z jedn ltky do druh je spojena s nevyhnutelnou ztrtou exergie. 1 T A TB 1 dE Z dE A dE B To . .dQ dQ .To . T A .TB TB T A 01/17/20 Pednky E1 - 2014 14 Ztrty v tepelnm vmnku 1) Kad transformace tepla v libovolnm tepelnm vmnku vyvol

exergetickou ztrtu 2) Vyvolan exergetick ztrta je pmo mrn teplotnmu rozdlu obou mdi. 3) Vyvolan exergetick ztrta je nepmo mrn teplotn rovni, pi kter tato transformace probh!!! 01/17/20 Pednky E1 - 2014 15 Optimln rozdlen oht Optimln rozdlen oht je za pedpokladu maximlnmu snen exergetick ztrty, kterou lze stanovit eenm rovnice: T0 T0 E Z .c .m. T2 T1 T w T 3 2 Nejvhodnj dlc teplotu T2 uruje vztah: d E Z

T2 T3 0 dT2 T1 T2 01/17/20 Pednky E1 - 2014 16 Zvyovn innosti pomoc RO t 8 o 3 2 o 1o t k tnv = tk + z/(z +1).(ts - tk) t nv

t ( oC ) Poet regenerativnch ohvk je omezen (optim. maximum 8 - u blok s nejvym vkonem). Zisk tepeln innosti je nejvy pi jednostupovou regeneraci. V ppad vcestupov regenerace by se teoreticky nejvy innosti doshlo, kdyby oht v kadm ohvku bylo stejn. 01/17/20 Pednky E1 - 2014 17 Smovac RO Dochz k promsen ohvanho a ohvacho mdia M k1 1 9 3 9 .3 k g .h i k1 -1 M M -1 1 4 3 5 .1 k g .h , i op

-3 2 2 .9 6 2 .1 0 k g .h t k2 k2 op -1 M nv t nv 1 1 4 C o Bilann rovnice: Mk1*ik1 + Mop*iop + Mk2*ik2 = Mnv*inv 01/17/20 Pednky E1 - 2014 18 Napjec ndr s odplyovkem 01/17/20 Pednky E1 - 2014 19 Exergetick ztrta vyvolan menm dvou tekutin Pro ppad m1 = m2 plyne z energetick bilance zejm vztah:

i3 i1 i 2 2 Pokud by nevznikla pi men exergetick ztrta, musel by zrove i vztah: s3 s1 s 2 2 a vsledn stav ltky by musel leet v bod 3* - odporuje realit ( men by vyvolalo stlaen !!) Men tekutin si tedy lze pedstavit jako "vratn men" s nslednm "krcenm" vznikl smsi z bodu 3* do bodu 3. Exergetick ztrta menm dvou hmotnostnch tok je tedy urena vztahem: E Zm m 1 m 2 .T0 . s 3 s 3* 01/17/20 Pednky E1 - 2014 20 Zvry pro praktick aplikace 1. Exergetick ztrta vyvolan menm roste s rstem teplotnho rozdlu

mench tekutin a pi danm rozdlu teplot je nejvt pi rovnosti hmotnostnch prtok obou tekutin 2. Vyaduje-li technologick proces nebo provozn podmnky men tekutin,mlo by bt realizovno s co nejmenm rozdlem teplot obou mdi 01/17/20 Pednky E1 - 2014 21 Exergetick ztrta redukc tlaku bez konn prce (" krcen pracovn ltky") e 1 i 1 i 0 T0 . s1 s 0 Vzhledem k tomu e: i1 i 2 e 2 i 2 i 0 T0 . s 2 s 0 e Z12 e 1 e 2 T0 . s 2 s1 Exergetick ztrta krcenm o konstantn tlakov spd roste s poklesem tlakov rovn, pi kter krcen probh! 01/17/20 Pednky E1 - 2014 22 Regulace krcenm 01/17/20

Pednky E1 - 2014 23 Energetick a Exergick toky v TE 01/17/20 Pednky E1 - 2014 24 Exergetick ztrty parnho kotle 01/17/20 Pednky E1 - 2014 25 Pouit tepelnch vmnk v TE 1) Kad transformace energie je doprovzena exergetickou ztrtou. 2) Exergetick ztrta vmnku je pmo mrn rozdlu teplot a nepmo mrn rovni teplot, pi kterch transformace probh. . 3) Rozdlen oht na vce stup sniuje exergetickou ztrtu. Pidvnm dalch stup ale efekt postupn zmenuje. 4) Exergetick ztrta "krcenm" se pi p = konst zvtuje s poklesem potenho tlaku. 5) Exergetick ztrta men roste s rstem rozdlu teplot mench mdi. Pi danm teplotnm rozdlu je nejvt pi rovnosti hmotnostnch prtok mench ltek 6) Parn kotel je zdrojem nejvtch exergetickch ztrt v energetickm obhu 7) Neomezen transformovateln dl energie (exergie) se bhem kadho tepeln technickho procesu ztrc", neplat pro nj zkon o zachovn energie. Bezcenn sloka energie (anergie) bhem kadho tepeln technickho roste. Souet exergie a anergie je konstantn.

8) Vzhledem k jednoznanosti finannho ocenn exergie (jedn se o neomezen transformovatelnou st energie) je exergie vhodnm a nzornm nstrojem pro . provozn optimalizaci energetickch zazen 01/17/20 Pednky E1 - 2014 26

Recently Viewed Presentations

  • Rapid Mobile Phone-based (RAMP) survey Changing the way

    Rapid Mobile Phone-based (RAMP) survey Changing the way

    Allows for rapid analysis and reporting of survey results . ... who slept under each net; number of people that slept under each net. Questionnaire administered in Silosi. Survey questionnaires . NRC volunteers that serve as supervisors in the CFM...
  • Debugging and Troubleshooting

    Debugging and Troubleshooting

    Debugging and Troubleshooting INFO/CSE 100, Spring 2005 Fluency in Information Technology http://www.cs.washington.edu/100
  • PowerPoint Presentation

    PowerPoint Presentation

    Type the following into the editor. You always use these lines first in your Minecraft code. This connects your code to Minecraft so that you can hack it.
  • Virtual Communities

    Virtual Communities

    Fusione di apprendimento di lingua e di materia L'approccio CLIL comprende sempre un duplice obiettivo in quanto in una lezione CLIL si presta contemporaneamente attenzione sia alla disciplina che alla lingua straniera veicolare. Il termine C.L.I.L.fu coniato negli anni '90...
  • The Trojan War - Hopkins High School

    The Trojan War - Hopkins High School

    The Trojan War The Trojan War Took place between 1260-1250 B.C. Archaeological evidence that there was a war, but true cause unknown Scholars believe the war began over the Greeks and Trojans fighting for control of the trade route between...
  • Expanding your Collaboration Tools Boundaries Expanding Your Collaboration

    Expanding your Collaboration Tools Boundaries Expanding Your Collaboration

    Learning curve/change peoples ways. Storage limitations with current infrastructure. Prior to the implementation of MS SP 2013 we had limited space available for site. ( Upgrade made available 24TB of space although we still may put quota limitations on sites...
  • Review of SE and UML

    Review of SE and UML

    CSI 5112 Review of Software Engineering Daniel Amyot University of Ottawa 2007
  • TEACHING PORTFOLIO - psychiatry.emory.edu

    TEACHING PORTFOLIO - psychiatry.emory.edu

    Teaching is an essential element of the academic mission of the School of Medicine and of a candidate's credentials for senior faculty appointment or promotion on the tenure, clinical and medical educator and service tracks and sometimes on the research...