Download - Curs14 clausis rankine

Transcript

Ciclul Clausius-Rankine• Ciclul Clausius –Rankine motor este un ciclu din care se

obtine energie electrică din energie chimică, prin

intermediul energiei termice

• Deoarece ciclul Carnot nu este realizabil din punct de

vedere practic, se impune găsirea altor cicluri de

comparaţie, care au însă randamente mai scăzute decât

ciclul Carnot (ciclul Carnot = două izoterme + două

adiabate)

• Ciclul de bază C-R= ciclul maşinii de forţă ≈ciclul Carnot

Foarte important• Ciclul Clausius – Rankine este format din

două izobare + două adiabate şi este folositca ciclu de comparaţie pentru instalaţiile de forţă cu abur sau cu gaze

• Drept combustibil pentru introducerea căldurii în sistem se poate folosi combustibilul fosil, dar şi cel nuclear sau neconvenţional

• Densitate mare de energie care se transformă, cu un randament acceptabil

Schema unei CTE funcţionând după ciclul Clausius-Rankine motor

Ca-cazan de abur ; T-turbină; Cd-condensator; Pa-pompă de alimentare ; G-generator electric ; Sî-supraîncălzitor de abur;

Ciclul Clausius-Rankine în T-s

1-2 = destindere teoretică în turbina (T) cu abur2-3 = condensarea amestecului în condensator (Cd)3-4 = ridicarea presiuni apei (adiabatic) în pompă (P)4-5 = încălzire izobară a apei în cazan (C) 5-6 = vaporizarea apei în supraincalzitorul cazanului (C) punctul 1 = vapori supraincălziţi la presiunea nominala cazanpunctul 2 = amestec (abur + apă), caracterizat de titlul x

3434 iilt −=2112 iilt −=

2323 iiqqcedat −==

4141 iiqqprimit −==

Semnificaţia punctelor• i2 se citeşte din diagrama i-s sau se calculează cu:

pt. presiunea din condensator• punctele 3, 5 =apă la saturatie, la presiunea

condensatorului respectiv la presiunea cazanului• punctul 4 = neglijabil, (se identifica cu 3 ca si s, i) =

apă supraîncălzită la presiunea cazanului (din tabelul vaporilor supraîncălziţi, deasupra liniei orizontale)

• punctul 6 = vapori saturati uscati, la pres. din cazan• punctul 1 = vapori supraîncălziţi, la pres. din cazan

( )''''x iixiii −+== 2

Ciclul Clausius-Rankine în diagrama i-s

• Date iniţiale: p1=pca, Tsî, pcd

• Se citesc pentru punctul 2: x, s, i,

• 1-2 = verticală‚ adiabatăreversibilă (destinderea teoretică în turbină)

• pentru cazul real destinderea în turbină este deplasată spre dreapta

teoretic21

real21erior ii

ii−−

=ηint

Calculul randamentului teoretic al ciclului Clausius Rankine

( ) ( )41

3421

iiiiii

qll

ql pompat

thtermic teoretic

−−−−

=−

===ηη

elmecithntraleireal al ce ηηηηη ⋅⋅⋅=

Puterea electrica a grupului turbinei

elmecie lmP ηηη ⋅⋅⋅⋅=•

debitul masic de aburlucrul mecanic dezvoltat teoretic de turbinărandamentul intern al turbineirandamentul mecanic la cupla generatorului electricrandamentul electric al generatorului