Kapitel 10

Question 1

Varför är carnot­cykeln inte en realistisk modell för ångkraftverk?

Answer 1

Carnot­cykeln är inte en rimlig modell därför att:
(1) Begränsa värmeöverföringsprocessen till ett två­fas-­system för att behålla isotermiska förhållanden begränsar drastiskt maxtemperaturen som kan användas i cykeln.
(2) Gasen genom turbinen kommer ha en
hög fuktighetshalt, vilket leder till rost.
(3) det är inte praktisk att designa en kompressor som hanterar två faser.

Question 2

Anta en enkel ideal Rankinecykel med konstanta turbininsläpp. Vad blir effekten av att sänka kondensortrycket på:

1. Pump work input
2. Turbine work output
3. Heat supplied.
4. Heat rejected.
5. Cycle efficiency.
6. Moisture content at turbine exit.

Answer 2

Allt ökar förutom värmen som släpps ut som minskar.

Question 3

Anta en enkel ideal Rankinecykel med konstant turbintemperatur och kondensortryck. Vad blir effekten av att höja panntrycket på:

1. Pump work input
2. Turbine work output
3. Heat supplied.
4. Heat rejected.
5. Cycle efficiency.
6. Moisture content at turbine exit.

Answer 3

Allt ökar förutom värmen som släpps ut som minskar.

Question 4

Tänk dig en enkel ideal Rankinecykel med en fix panna och kondensortryck. Vad är effekten av överhettad ånga om strömen går till en högre temperatur på:

1. Pump work input
2. Turbine work output
3. Heat supplied.
4. Heat rejected.
5. Cycle efficiency.
6. Moisture content at turbine exit.

Answer 4

Arbetet i pumpen blir samma, fuktigheten minskar och allt annat ökar.

Question 5

Hur skiljer sig verkliga ångkraftscykler från idealacykler?

Answer 5

Den verkliga ångkraftcykeln skiljer sig från den idealla då den verkliga cykeln innehåller friktion och tryckfall i de olika komponenterna och rörsystemen, och även värmeförlusten till omgivningen från komponenterna och rörledningarna.

Question 6

Ångans entropi ökar i verkliga ångturbiner pga. irreversibiliteter. För att kontrollera entropiökningen så föreslås det att man ska kyla ångan i turbinen genom att låta kallt vatten kyla ned turbinens chassi. Det sägs att det kommer leda till att entropin och entalpin för den utgående ångan kommer att minska, samt att det utgående arbetet kommer bli större. Vad tror du om detta påstående?

Answer 6

Avvisa påståendet då wturbin = h1 − h2 − qut , och all värmeförlust från ångan kommer direkt minska det utgående arbetet.

Question 7

Är det möjligt att upprätthålla ett tryck på 10 kPa i en kondensor som kyls av flodvatten in på 20C?

Answer 7

Ja, eftersom mättnadstemperaturen för ånga vid 10 kPa är 45,81°C, vilket är mycket högre än temperaturen hos kylvattnet.

Question 8

Tänk dig en ideal Rankine cykel (10.2) och en idealisk regenerativ Rankine cykeln med en öppen matarvärmare (FWH) (10.6). De två cyklerna är mycket lika varandra med undantag för matarvatten i den regenerativa cykeln som upphettas genom att extrahera lite ånga strax innan den inträder i turbinen. Hur skulle du jämföra effektiviteten hos dessa två cykler?

Answer 8

Den termiska verkningsgraden hos Rankine­cykeln ökar som ett resultat av regenerering. Detta beror på att den höjer den genomsnittliga temperaturen, vid vilken värme överförs till ånga i pannan genom att höja temperaturen på vattnet innan det kommer in i pannan. Cykelns effektivitet ökar ytterligare när antalet matarvattenvärmare ökas.

Question 9

Hur skiljer sig en öppen matarvattenvärmare från en stängd?

Answer 9

I en öppen så blandas den våta ångan från turbinen med vattnet från pumpen medans i en stängd blandas fluiderna inte utan de värmeväxlas endast.

Question 10

Tänk dig en enkel regenerativ Rankinecykel med samma massflöde genom pannan. Vad är på:

1. Turbine work output
2. Heat supplied.
3. Heat rejected.
4. Moisture content at turbine exit.

Answer 10

Fuktighetshalten är samma, allt annat sänks.