- •1.7. Первый закон термодинамики
- •1.9.2. Цикл Карно
- •2.1. Понятие о процессе парообразования
- •4.1. Основные понятия о тепловой обработке
- •4.2. Классификация способов тепловой обработки
- •4.5.3. Массообмен
- •4.9.2. Обеспечение применения ЭВМ
- •4.9.3. Принципы моделирования
- •6.2. Причины движения жидкости
- •5.3.1. Аэро- и гидродинамическое сопротивление каналов и трубопроводов
- •РАЗДЕЛ 4. ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИЕ УСТАНОВКИ
- •7.1. Классификация тепловых генераторов
- •7.2. Принципы использования тепловых генераторов для сушильных установок
- •8.2. Понятие о двигателях внешнего сгорания
- •9.1.1. Кинетика сушки влажных материалов
- •9.2. Система: материал — сушильная установка
- •9.2.1. Разработка математической модели системы: материал — сушильная установка
- •9.4. Принципы теплового и аэродинамического расчета сушильных установок
- •9.4.1. Расчет материального баланса
- •РАЗДЕЛ 7. ОБЖИГ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
- •10.5. Система: материал — обжиговая установка
- •11.2.2. Шахтные печи, работающие на природном газе
- •11.2.3. Печи кипящего слоя
- •11.3. Печи для обжига искусственных заполнителей бетона
- •13.2. Установки периодического действия
- •13.2.1. Камеры ямного типа
- •13.2.3. Пакетные установки
- •13.3.2. Вертикальные пропарочные камеры
- •РАЗДЕЛ 9. ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕПЛОВЫХ УСТАНОВОК
- •14.1. Основные понятия о системе автоматического регулирования
передаваемую на рабочий вал, его снабжают четырьмя цилиндрами, причем они работают так, чтобы рабочий ход каждого совпадал с тремя холостыми ходами остальных. Следовательно, этот вал за каждый ход, ко торый называют «такт», получает одинаковую механи ческую энергию. По такой схеме работают простейшие четырехтактные двигатели внутреннего сгорания.
8.2.Понятие о двигателях внешнего сгорания
Вотличие от двигателей внутреннего сгорания широ ко применяются двигатели, в которых используется теп лоноситель, полученный в другом агрегате, отсюда и на звание двигатель внешнего сгорания. Для выработки электрической энергии на электростанциях чаще всего
применяются паровые турбины. Паровая турбина ис пользует энергию пара, который образуется за счет теп лоты, полученной при сжигании топлива в выносных топках (вне турбины). Водяной пар, имеющий высокое давление и температуру, обладает значительной потен циальной энергией. Если пару, помещенному в емкость 7, дать возможность вытекать из сопла 2 (рис. 8.2) при условии, что в емкости пар находится при р и Т боль ших, чем в среде, куда происходит его истечение, то на выходе из сопел пар развивает большую скорость. По тенциальная энергия пара переходит в кинетическую, которую можно использовать, направив вытекающий из сопла пар на криволинейный (изогнутый) профиль лопа ток, которыми оснащают диск турбины (рис. 8.3). Пар, выбрасываемый через сопло 7 на лопатки 2, приводит во вращение диск 3, жестко насаженный на вал 4. Если на этот же вал насадить электрогенератор, то механи ческая энергия турбины превращается в электрическую.
Газовая турбина в отличие от паровой использует продукты сжигания топлива. Газовая турбина или, как ее называют, газотурбинная установка (рис. 8.4) со стоит из турбины 7, компрессора 8 и электрогенератора Р, сидящих на одном валу. Агрегат приводится в дей ствие пусковым электродвигателем 6.
Работа агрегата заключается в следующем. Жидкое топливо насосом 7 нагнетается в форсунку 2, куда по дается от компрессора 8 под давлением воздух на горе ние через трубопровод 10. Топливо сгорает в камере 3, и продукты горения, разбавленные воздухом до Т =
Рис. 8.2. Схема емкости па |
Рис. 8.3. Схема паровой |
ра с насадком в виде сопла |
турбины |
= 873—1073 К, по трубопроводу 4 подаются к соплам турбины 7. Сопла направляют продукты горения на изогнутые лопатки турбины. Турбина получает враща тельное движение. Отработанные продукты горения вы брасываются на утилизацию через трубопровод 5. Часть механической энергии, выработанной турбиной, тратит ся на сжатие воздуха в компрессоре 5, остальная ис пользуется для вращения электрического генератора 9,
Газотурбинный агрегат перед паровым имеет преиму щества: не требует парового котла для выработки пара, более компактен и занимает меньшую площадь. Если учесть, что газотурбинный агрегат может работать и на газовом топливе, то он перспективен и в качестве дви гателя на тепловых электрических станциях. Использо вание газотурбинных агрегатов на дорогом и дефицит ном жидком топливе нерационально.
8.3. Понятие о тепловых электрических станциях
Агрегаты, преобразующие тепловую энергию в меха ническую, а механическую в электрическую, называют тепловыми электрическими станциями. Схема простей шей тепловой электрической станции показана на рис. 8.5.
В топке 1 парового котла 2 сжигается топливо. Об разовавшиеся продукты горения омывают трубки паро вого котла, в которых находится вода, поступающая из питательного барабана. Образующийся пар передается
вперегреватель 3. Продукты горения из топки котла переходят в перегреватель и отдают часть оставшейся энергии на перегрев пара, движущегося по трубкам пе регревателя. Отработанные продукты горения поступают
вкотлы-утилизаторы и далее выбрасываются в ат мосферу.
Перегретый пар по паропроводу 4 направляется в па ровую турбину 5 и через сопла, попадая на изогнутые
лопатки (см. рис. 8.3), совершает работу — вращает турбину. На валу 6 вместе с турбиной находится элек трический генератор 7, превращающий механическую энергию вращения в электрическую. Отработанный пар покидает турбину и через патрубок 8 поступает в кон денсатор 9. В конденсаторе по трубкам движется хо лодная вода, подаваемая насосом 10 из источника пи тания 11. Эта вода нагревается и может быть исполь зована для собственных нужд станции.
Из пара в конденсаторе за счет отдачи теплоты хо лодной воде получается конденсат, который насосом 12
перекачивается в |
бак 13 для питания водой |
системы |
и оттуда насосом |
14 через подогреватель (на |
чертеже |
не показан) в бак парового котла. Далее цикл повто ряется. Так химическая энергия топлива в паросиловой
установке превращается в электрическую, которая мо жет передаваться на большие расстояния потребителям.
Аналогично на тепловых электрических станциях мо жет быть использован и газотурбинный агрегат, схема которого (начиная от сжигания топлива до электриче ского генератора) приведена на рис. 8.4.
Понятие об атомных электрических станциях. Атом ная электростанция (рис. 8.6) — разновидность обычной тепловой электростанции, в которой атомная энергия преобразуется в электрическую.
Принцип ее работы состоит в следующем. В реактор 1, где находятся урановые стержни 3, подается вода циркуляционным насосом 21. Источник энергии — неза тухающая длительное время контролируемая реакция деления тяжелого элемента (например, урана). Деление тормозится графитовыми замедлителями 2.
Почти вся энергия выделяется в виде теплоты, кото рую используют для нагревания воды и ее испарения. Пар из реактора по трубопроводу 4 подается в пароге нераторы 5. Далее, пар, отдав свою энергию через тру бопровод конденсата первого контура 18, с помощью циркуляционного насоса 21 подается опять в реактор. На пути движения по трубопроводу 18 в конденсат до бавляется дистиллят через питательный насос 19 из ба-
ка дистиллированной воды 20. Указанный путь движе ния воды и пара, называемый первым контуром, являет ся радиоактивным и требует полной биологической за щиты, включая генераторы пара.
Вторым контуром является подаваемый конденсат в генераторы через трубопровод 17 питательным насосом 15. Конденсат, проходя через генераторы 5, омывает трубы, по которым проходит пар первого контура, сам превращается в пар и по паропроводу второго контура 6 подается через сопла на изогнутые лопатки паровой турбины 7 Дальнейшая схема работы установки анало гична разобранной ранее (см. рис. 8.5).
Паровая турбина посажена на один вал 8 с электри ческим генератором 9, который превращает механиче скую энергию вращения в электрическую. Отработанный пар из турбины поступает в конденсатор 10, куда из ис точника 12 циркуляционным насосом 11 подается по трубопроводу 16 холодная вода. Пар конденсируется и конденсатным насосом 13 передается в деаэратор 14, где освобождается от воздуха, и питательным насосом 15 передается снова в генераторы пара. Далее цикл повто ряется.
Наличие больших запасов ядерного горючего, превы шающих запасы газа, нефти, угля, делают атомные элек трические станции перспективными.
1. |
Расскажите |
о |
принципе |
работы двигателя внутреннего |
его- |
рания. |
Объясните |
принцип действия паровой турбины. |
|
||
2. |
паро |
||||
3. |
В чем отличие |
действия |
газотурбинного агрегата от |
вой турбины?
4. Опишите принципы работы тепловых и атомных электричек ских станций.
РАЗДЕЛ 6. СУШКА МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
Как указывалось, сушка — процесс удаления влаги из материалов путем ее испарения. Этот процесс сопро вождается изменением объема — усадкой.
ГЛАВА 9. СУШКА И СУШИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
В процессе сушки материала из него удаляется фи зико-механически и физико-химически связанная влага. Химически связанная влага из материала при сушке не удаляется. Поэтому для процесса сушки любой влажный материал рассматривают как систему, состоящую из су хого материала и влаги. Под сухим материалом пони мают абсолютно сухой материал вместе с химически связанной влагой. Таким образом, массу влажного ма териала можно представить в виде
G OM = G C M + W . |
(9-0 |
где С?пм — масса влажного материала; GCM— масса сухого мате риала; W — масса физико-химически и физико-механически связан* ной влаги с материалом.
9.1.Теоретические основы сушки
Всушильной установке изделие (материал) взаимо действует с сушильным агентом. Под сушильным аген
том понимают теплоноситель — нагретый воздух или продукты сжигания газообразного топлива с меньшим парциальным давлением водяного пара р'са, чем пар циальное давление водяного пара р \г у поверхности ма териала. Температура сушильного агента 7са должна