1. Koresor v linske ostrojenju sesa iz okolice zrak s tlako 1 bar in teeraturo -5 C. Za koresorje izerio tlak 14 bar in teeraturo 350 C, za turbino a je teeratura 465 C. V zgorevalni koori dovajao zraku 24,6 MW tolotnega toka, zaradi česar se segreje na teeraturo 1070 C. Določi a) asni tok zraka, b) izkoristek koresorja, c) izkoristek turbine, d) rosto oč linskega ostrojenja, e) izkoristek celotnega ostrojenja. Uoštevaj, da je secifična tolota za zrak 1005 J/kgK, izentroni eksonent a 1,4. a) asni tok zraka: do c T3 T2 do Q 24600 = 34 kg/s c T 3 T2 1,005 1070 350 b) izkoristek koresorja: Za izračun izkoristka koresorja orao najrej oznati teeraturo o izentroni koresiji. κ1 1,41 2 κ 14 1,4 T 2s T1 268 = 570 K = 296 C 1 T2 s T1 296 5 ηk = 0,848 T2 T1 350 5 1 c) izkoristek turbine: Za izračun izkoristka turbine orao najrej oznati teeraturo o izentroni eksanziji. κ1 1,41 4 κ 1 1,4 T 4s T3 1343 = 632 K = 359 C 3 14 T3 T4 1070 465 η t = 0,851 T3 T4 s 1070 359 d) rosta oč ostrojenja: o definiciji je razlika ed roizvedeno očjo turbine in orabljeno očjo koresorja. t, dej k, dej 34 1,005 e) izkoristek ostrojenja: η Qdo 8542 24600 ct 3 T4 T 2 T1 1070 465 350 5 8542 kw = 0,347
2. linski roces se začne ri tlaku 1 bar in teeraturi 20 C, najvišji tlak v rocesu a je 12 bar. Koresor orablja 69 % oči, ki jo ridobi turbina. Izkoristek koresorja je 78 %, turbine a 85 %. rosta oč rocesa je 5,2 MW. a) Določi osnovne štiri točke rocesa (tlak in teeratura). b) Kolikšen je asni tok zraka? c) Kolikšen je skuni izkoristek rocesa? Uoštevaj, da je secifična tolota za zrak 1005 J/kgK, izentroni eksonent a 1,4 a) osnovne točke rocesa: točka 1 (odano): 1 = 1 bar T1 = 20 C = 293 K točka 2 (znan tlak in izkoristek koresorja): 2 = 12 bar κ1 1,41 2 κ 12 1,4 T 2s T1 293 = 596 K 1 T2 s T1 596 293 T 2 T1 293 = 682 K ηk 0,78 1 točka 3 (znan tlak, uorabio odatek o razerju oči turbine in koresorja): 3 = 12 bar k ct 2 T1 T2 T1 T2 T1 T2 T1 x κ t ct 3 T4 T3 T4 ηt T 3 T4 s 4 ηt T3 T3 3 T2 T1 682 293 T 3 = 1303 K κ1 1,41 4 κ 1 1,4 x ηt 1 0,690,851 3 12 1 κ T 3 T2 T1 4 ηt 1 3 κ1 κ točka 4 (znan tlak in izkoristek turbine): 4 = 1 bar κ1 1,41 4 κ 1 1,4 T 4s T3 1303 = 641 K 3 12 T 3 T4s 1303 0,851303 641 T 4 T3 ηt = 740 K
b) asni tok zraka: t k c T 3 T4 T 2 T1 5200 = 29,6 kg/s c T 3 T4 T 2 T1 1,005 1303 740 682 293 c) izkoristek rocesa: η Q do T 3 T4 T 2 T1 1303 740 682 293 T3 T2 1303 682 = 0,281 3. Stirlingov krožni roces oteka ed tlakoa 1 bar in 4 bar ter ed teeraturaa 30 C in 120 C. Delovna snov je zrak, roces a roizvaja 9 kw roste oči z izkoristko 20 %. a) Določi osnovne štiri točke rocesa (tlak, teeratura, secifični voluen). b) Kolikšen je asni tok zraka? c) Kolikšna je stonja regeneracije v rocesu? Uoštevaj, da je secifična tolota za zrak 1005 J/kgK, izentroni eksonent a 1,4 a) osnovne točke rocesa: točka 1 (odan tlak in teeratura): 1 = 1 bar T1 = 30 C = 303 K v1 R T 1 1 κ 1 1,4 1 R c 1005 = 287 J/kgK κ 1,4 287 303 1 10 v 1 = 0,870 3 /kg 5 točka 2 (odana teeratura, tlak določio glede na izohoren dovod tolote ed točkaa 2 in 3): T2 = 30 C = 303 K 2 T2 T 2 3 3 T3 T R T 2 3 287 303 3,08 10 303 4 = 3,08 bar 393 2 v 2 = 0,282 3 /kg 5 2
točka 3 (odan tlak in teeratura): 3 = 4 bar T3 = 120 C = 393 K R T 287 393 410 3 v 3 = v2 = 0,282 3 /kg 5 3 točka 4 (odana teeratura, sec. rostornina enaka kot v točki 1, tlak določio glede na izohoren odvod tolote ed točkaa 4 in 1): T4 = 120 C = 393 K v4 = v1 = 0,87 3 /kg 4 T4 T4 393 4 1 1 = 1,30 bar 1 T1 T1 303 b) asni tok zraka: slošen izraz za oč ri izoterni koresiji/eksanziji (razerje tlakov obrneo tako, da je večje od 1 in dobio ozitiven rezultat, ri te veo, da v koresorju oč dovajao, v turbini a jo ridobivao): v R T ln v rosta oč: b a t k R T ln 3 R T3 ln T1 ln 4 a b 2 1 9000 = 0,309 kg/s 3 2 4 3,08 RT3 ln T1 ln 287 393 ln 303 ln 4 1 1,30 1 c) stonja regeneracije: Določa količino v roces dovedene tolote (Q do), ta a izkoristek rocesa (η). Toloto dovajao v dveh korakih - izohorni del ed točkaa 2 in 3 ter izoterni del ed točkaa 3 in 4. Zaradi regeneracije se dovod tolote od zunaj ne začne v točki 2, aak v točki 2r. T2 r T2 σ T3 T2 do η 23 34 c v T3 T2 r R T3 ln do do η 9 0,2 = 45 kw 3 4 34 R T3 ln 0,309 287 393 ln = 39,3 kw 4 1,30 3 4
23 do Q34 = 45 39,3 = 5,69 kw c 1005 cv c R = 718 J/kgK κ 1,4 23 5,69 T2 r T3 393 = 368 K cv 0,309 718 T σ T 2r 3 T2 T2 368 303 = 0,715 393 303
4. ri zgorevanu goriva, ki vsebuje 86 % ogljika, 13 % vodika, 0,2 % kisika in 0,8 % dušika, izerio v dinih linih 6,5 % (asni delež) kisika. Izkoristek kotla je 82 %, njegova tolotna oč a 5,7 MW. a) inialno količino zgorevalnega zraka (14,44 kg/kg), b) sodnjo kurilnost goriva (44,9 MJ/kg), c) asni tok goriva (0,1 kg/s), d) razernik zraka (1,42). a) inialna količina zgorevalnega zraka: z, in O, in 2,6641 wc 7,9370 wh 0,9981 ws wo = 14,44 kg/kg 0,23 0,23 b) sodnja kurilnost goriva: w 8 O Hi 33,9 wc 121,4 wh 10,5 ws 2,5 wh2o = 44,91 MJ/kg c) asni tok goriva: k ηk k g g ηk H g g Hi g Q g H i i 5,7 0,82 44,91 = 0,155 kg/s d) razernik zraka: ovezan je s sestavo dinih linov, torej tudi deleže kisika v dinih linih. w O2 O2 d, v Celotno količino dinih linov (d,v) razdelio na dine line, ki nastanejo ri teoretične zgorevanju ri razerniku zraka 1 (d,0,v) in resežek zgorevalnega zraka ((λ 1)z,in). w O2 d,0, v 0,23 d,0, v CO2 λ 1 λ 1 H2O z,in z,in SO2 N2teor 3,6641wC 8,9370w H wh2o 1,9881wS wn 15,44 kg/kg Če v gorivu ni eela (w = 0), je asa dinih linov enaka vsoti ase goriva (1) in zraka (z,in), zato je d,0,v = 1 + z,in. wo2 d,0, s λ 1 = 1,42 z,in 0,23 wo2
5. V kotlu zgoreva azut z znano sestavo. C H S O N asni delež 0,855 0,130 0,007 0,004 0,004 Masni tok goriva je 1,3 kg/s, asni tok zgorevalnega zraka a 24 kg/s. Izračunaj a) sodnjo kurilnost goriva, b) tolotno oč kotla, če je njegov izkoristek 87 %, c) razernik zraka. a) kurilnost goriva: w 8 O Hi 33,9 wc 121,4 wh 10,5 ws 2,5 wh2o = 44779 kj/kg b) tolotna oč: k ηk g Hi = 0,87 1,3 44779 = 58,2 MW c) razernik zraka: λ z z z,in z, in λ = 1,28 z g 4 1,3 = 18,46 kg/kg O, in 2,6641 wc 7,9370 wh 0,9981 ws wo = 14,40 kg/kg 0,23 0,23 6. ri zgorevanju reoga z znano sestavo orabljao 19,8 3 /s zraka s teeraturo 180 C in tlako 980 bar. Absolutna vlažnost nastalih dinih linov je x = 0,09 kgvlage/kgsuhega zraka. Določi a) razernik zraka, b) asni tok goriva. C H S O N H2O eel asni delež 0,31 0,03 0,01 0,13 0,01 0,20 0,31 a) razernik zraka Od razernika zraka je odvisna sestava dinih linov, torej tudi delež vode, oz. absolutna vlažnost. x H2O d, s d,0, s H2O λ 1 z,in Masa vode (H2O) je odvisna sao od sestave goriva. Masa suhih dinih linov (d,s) a je sestavljena iz teoretične količine suhih roduktov zgorevanja (d,0,s) in resežka zgorevalnega zraka ((λ 1)z,in), oboje je odvisno od sestave goriva.
H2O 9370 d,0, s z, in 8, wh wh2o = 0,468 kg/kg CO2 3 C S N,6641 w SO2 N2teor 1,9881 w w 4,326 kg/kg O, in 2,6641 wc 7,9370 wh 0,9981 ws wo = 4,104 kg/kg 0,23 0,23 H2O d,0, s λ 1 = 1,21 x z,in z,in b) asni tok goriva: λ z z,in z g z,in z V z 98 000 19,8 V R T z = 14,92 kg/s R Tz 287 453,15 λ g z = 3,0 kg/s z,in 7. V arne kotlu zgoreva 0,25 kg/s goriva, ki je sestavljeno iz 86 % ogljika in 14 % vodika. ri razerniku zraka 1,18 je teoretična teeratura zgorevanja 1970 C, teeratura dinih linov, katerih secifična tolota je 1,3 kj/kgk, na izstou iz kotla a je 180 C. Izračunaj a) tolotno oč kotla, b) izkoristek kotla. a) tolotna oč kotla (tolota, ki jo dini lini oddajo vodi/ari, zato se ji teeratura zniža od teerature zgorevanja do izstone): Q k d c, d Td, teor Td, iz d z, in g d, v g CO2 H2O SO2 g 3,6641 wc 8,9370 wh wh2o 1,9881 ws wn N2 O2 0,77λ z,in O, in 2,6641 wc 7,9370 wh 0,9981 ws wo = 14,79 kg/kg 0,23 0,23 d = 4,61 kg/s Q k = 10736 kw 0,23 λ 1 z,in b) izkoristek kotla k k ηk g g Hi w 8 O Hi 33,9 wc 121,4 wh 10,5 ws 2,5 wh2o = 46150 kj/kg ηk = 0,931
8. Industrijski arni kotel ia tolotno oč 5,3 MW in izkoristek 89 %. Mazut, ki zgoreva v kotlu vsebuje 85 % ogljika, 14 % vodika in 1 % žvela. V kurišče dovajao še 2,1 kg/s zgorevalnega zraka s teeraturo 15 C. Secifična tolota nastalih dinih linov je 1400 J/kgK. Izračunaj: a) kurilnost goriva, b) asni tok goriva, c) razernik zraka, d) asni tok dinih linov, e) teoretično teeraturo zgorevanja. a) kurilnost goriva: w 8 O Hi 33,9 wc 121,4 wh 10,5 ws 2,5 wh2o = 45916 kj/kg b) asni tok goriva: η k k g H i g g ηk H i 5400 0,89 45916 = 0,130 kg/s c) razernik zraka: λ z, in z z,in λ = 1,10 z g z,in O, in 2,6641 wc 7,9370 wh 0,9981 ws wo = 14,72 kg/kg 0,23 0,23 d) asni tok dinih linov: d g d, v d, v 3,6641 wc 8,9370w H wh2o 1,9881w S wn 0,77λ z,in 0,23λ 1 z,in d,v = 15,72 kg/s d = 2,04 kg/s e) teoretična teeratura zgorevanja: Hi z,in λ 45916 14,721,10 T d, teor = 2097 C d, v c, d 15,721,4
9. ri uarjanju 2,3 kg vrele vode dobio 1,653 3 nasičene are. a) Kolikšna sta tlak in teeratura are? b) Koliko tolote je bilo otrebno dovesti za uarjanje? a) tlak in teeratura are: v 2 V2 = 0,7187 3 /kg Ker gre za nasičeno aro (x2 = 1) velja v2 = v", v tabelah oiščeo tlak, ri katere je v"() = v2. = (0,7187 3 /kg) 2,5 bar T = T(0,7187 3 /kg) 127,4 C b) dovedena tolota 10. h1 = h'(2,5 bar) = 535,4 kj/kg h2 = h"(2,5 bar) = 2716,5 kj/kg Qdo h2 h1 = 5017 kj 8 kg vode tlaka 40 bar segrevao od 20 do 500 C. a) ri kateri teeraturi začne voda vreti? b) Koliko tolote orabio za segrevanje vode do vrelišča, koliko za uarjanje in koliko za regrevanje are? c) Kolikšen je voluen regrete are ri 500 C in 40 bar. a) teeratura vrelišča: Voda vre ri dane tlaku, teeraturo odčitao iz tabel. Ts = Ts(40 bar) = 250,36 C b) dovedena tolota: Segrevanje vode oteka od začetnega stanja (znana tlak in teeratura) do vrelišča ri znane tlaku. h1 = h(40 bar, 20 C) = 87,68 kj/kg h2 = h'(40 bar) = 1087,43 kj/kg Qs = (h2 h1) = 8 (1087,43 87,68) = 7998 kj Uarjanje oteka od stanja vrele vode do stanja nasičene are. h2 = h'(40 bar) = 1087,43 kj/kg h3 = h"(40 bar) = 2800,90 kj/kg Qu = (h3 h2) = 8 (2800,90 1087,43) = 13708 kj
regrevanje je segrevanje are od stanja nasičenja do znane končne teerature. h3 = h"(40 bar) = 2800,90 kj/kg h4 = h(500 C, 40 bar) = 3445,84 kj/kg Q = (h4 h3) = 8 (3445,84 2800,90) = 5160 kj c) voluen regrete are: 11. v4 = v(40 bar, 500 C) = 0,08644 3 V4 = v4 = 0,692 3 V ešalne renosniku tolote hladio aro s tlako 30 bar in teeraturo 400 C z vodo teerature 40 C. a) Koliko vode je otrebno, da ohladio 10 kg are na 300 C? b) Koliko vode je otrebno, da dobio na izstou nasičeno aro? znani araetri vode in are: h1 = h(30 bar, 400 C) = 3231,6 kj/kg h2a = h(30 bar, 300 C) = 2994,3 kj/kg hv = h(30 bar, 40 C) = 170,2 kj/kg h2b = h"(30 bar) = 2803,3 kj/kg a) ohlajanje do dane teerature: Energijska bilanca (neznanka je sao asa vode): v h a 2a va hv h1 2 va h h 1 2a h hv = 0,840 kg b) ohlajanje do stanja nasičenja: Enaka energijska bilanca, sreeni se izstona entalija v h" (nasičena ara): v h b vb hv h1 2 vb h h 1 2b h hv 2b = 1,627 kg
12. Z električni grelniko z očjo 880 W segrevao 2,3 kg vode ri tlaku 1 bar od 20 C do vrelišča. a) Koliko časa je otrebno, da vodo segrejeo do vrelišča? b) Koliko časa je nato še otrebno, da izari 0,5 kg vode? Izgube tolote v okolico zaneario. znani araetri vode in are: h1 (1 bar, 20 C) = 84,0 kj/kg h2 = h'(1 bar) = 417,4 kj/kg h3 = h"(1 bar) = 2674,9 kj/kg a) segrevanje celotne količine vode (v) do vrelišča (od h1 do h2): Q = t ts = v(h2 h1) v h2 h1 t s = 871 s = 14 in 31 s b) uarjanje (od vrelišča do nasičene are, h2 do h3): t u 13. u h3 h2 = 1283 s = 21 in 23 s Skozi dva zaoredna renosnika tolote teče 6 kg/s hladne vode s tlako 12 bar, ki se v rve renosniku segreje od Tv1 = 40 C do Tv2 = 60 C. Vodo grejeo s aro, ki ia tlak 5 bar in začetno suhost x1 = 0,83. V rve renosniku kondenzira do stanja vrele vode (x2 = 0), nato a se v druge renosniku ohladi do T3 = 70 C. a) Kolikšen je asni tok are? b) Kakšna je končna teeratura vode? znani araetri vode in are: hv1 = h(12 bar, 40 C) = 168,6 kj/kg hv2 = h(12 bar, 60 C) = 252,1 kj/kg h2 = h (5 bar) = 640,2 kj/kg h3 = h(5 bar, 70 C) = 293,4 kj/kg h (5 bar) = 2748,1 kj/kg h 1 h x1 h h = 2389,8 kj/kg
a) asni tok are: Energijska bilanca za renosnik 1: 1 v hv 2 hv 1 h2 h3 h v hv 2 hv 1 = 1,45 kg/s 2 3 h b) končna teeratura vode: Energijska bilanca za renosnik 2: 2 v hv 3 hv 2 h1 h2 h v3 h v2 h 1 h2 hv3 = 673,7 kj/kg v 673,7 632,9 = 158,8 C 675,9 632,9 Tv3 = T(12 bar, 673,7 kj/kg) = 150 160 150
14. V arni kotel vstoa 1,85 kg/s naajalne vode s teeraturo 30 C in tlako 100 bar. V kotlu izobarno dovajao vodi tolotni tok 5,9 MW. Nastala ara nato v turbini izentrono eksandira do tlaka 0,06 bar. a) Določi teeraturo are na izstou iz kotla. b) Kolikšna je oč turbine? znani araetri vode in are: h1 = h(100 bar, 30 C) = 134,75 kj/kg s 3 s3 h 3 h 3 (0,06 bar) = 0,5209 kj/kgk (0,06 bar) = 8,331 kj/kgk (0,06 bar) = 151,5 kj/kg (0,06 bar) = 2568 kj/kg a) teeratura are: k h2 h1 k h2 h1 = 3324,0 kj/kg T2 = T(2, h2) = 480,4 C b) oč turbine: s2 = s(100 bar, 480,4 C) = s3 = 6,532 kj/kgk s3 s3 s3 s3 x3s3 s3 x3 = 0,770 s3 s3 h 3 3 3 3 h3 h x h = 2010,9 kj/kg t h2 h3 = 2,43 MW
15. ara z začetno teeraturo 500 C in tlako 130 bar eksandira v turbini z izkoristko 85 % do tlaka 0,08 bar in ri te oddaja 1,2 MW oči. a) Kolikšen tolotni tok odvedeo ari v kondenzatorju, kjer ara doseže stanje vrele vode? znani araetri vode in are: h1 = h(130 bar, 500 C) = 3337,1 kj/kg s1 = s2s = s(130 bar, 500 C) = 6,440 kj/kgk h3 = h 2 = h'(0,08 bar) = 173,9 kj/kg a) odvedeni tolotni tok: Qod h2 h3 Stanje are za turbino (h2) določio z izkoristko turbine, asni tok ( ) a glede na oč turbine. η h t 2s h1 h2 h1 h 2s s s h2 x2s s2 s2 6,440 0,593 173,9 8,227 0,593 h2 h1 ηt h1 h2 s 1 2 h2 h2 h2 h2 h2 = 2212,4 kj/kg t h h h t 1 h2 = 1,067 kg/s 1 2 Q od = 2,18 MW 2576,2 173,9 2013,9 kj/kg
16. Za ostrojenje na shei določi a) asni tok sveže are (točka 1), b) asni tok odjene are (točka 2), c) tolotni tok, ki ga ridobio v tolotni ostaji. Moč turbine je 22 MW, odveden tolotni tok v kondenzatorju a 30 MW. (naig: stanje v točki 3 določi glede na odveden tolotni tok v kondenzatorju) znani araetri vode in are: h1 = h(120 bar, 510 C) = 3376,8 kj/kg h2 = h(12 bar, 260 C) = 2958,3 kj/kg h4 = h'(0,05 bar) = 137,8 kj/kg h5 = h'(12 bar) = 798,5 kj/kg a) asni tok sveže are: t 1 h1 h2 3h2 h3 1 t 3 h2 h3 h1 h2 od od 3 h3 h4 h3 h4 = 2280,6 kj/kg 3 1 = 29,9 kg/s b) asni tok odjene are: 1 3 5 5 1 3 = 15,9 kg/s c) koristni tolotni tok: Qkor 5 h2 h5 = 34,3 MW
17. V odjeno-kondenzacijsko turbino vstoa ara s teeraturo 520 C in tlako 130 bar. V visokotlačne delu eksandira z izkoristko 83 % do tlaka 15 bar. Nato iz turbine odvedeo 20 % are, reostanek a eksandira v nizkotlačne delu turbine do tlaka 0,08 bar in 87 % suhosti. Moč turbine je 28 MW. Določi: a) asni tok are (28,1 kg/s), b) izkoristek nizkotlačnega dela turbine (79,7 %) in c) skuni izkoristek turbine (83,2 %). znani araetri vode in are: h1 = h(130 bar, 520 C) = 3391,7 kj/kg s1 = s2s = s(130 bar, 520 C) = 6,510 kj/kgk h3 = h(0,08 bar, x = 0,87) = 2263,9 kj/kg a) asni tok are (izhajao iz oči turbine): t s od h1 h2 s1 h2 h3 Stanje za VT turbino (h2) določio reko izkoristka (ηvt). Entalijo o izentroni eksanziji (h2s = 2823,0 kj/kg) lahko določio s h-s diagrao ali z interolacijo v tabelah ri znane tlaku (2) in entroiji (s2s). h2 h1 ηvt h1 h2 s = 2919,7 kj/kg t s = 28,1 kg/s od h1 h2 1 h2 h3 s s b) izkoristek NT turbine: η nt h2 h3 h2 h 3s Entalijo o izentroni eksanziji (h3s = 2096,5 kj/kg) lahko določio s h-s diagrao ali z interolacijo v tabelah ri znane tlaku (3) in entroiji (s3s = s2), ki jo določio glede na tlak in entalijo točki 2 (s2 = s(2, h2) = 6,703 kj/kgk). ηnt = 0,797 = 79,7 % c) izkoristek celotne odjene turbine: η t dej teor s s od h1 h2 s1 h2 h3 od h1 h2 s s1 h2 s h3 t s s od h1 h2 1 h2 h3 od h1 h2 s 1 h2 s h3 t s s
azi! Entaliji h3s in h3t nista enaki. h3s = h(3, s1) = 2035,9 kj/kg 3391,7 2919,7 1 0,2 2919,7 2263,9 η t = 0,832 3391,7 2823,0 1 0,2 2823,0 2035,9 18. V rotitlačno arno turbino vstoa ara s teeraturo 520 C in tlako 160 bar in eksandira do tlaka 3 bar. Notranji izkoristek turbine je 87,5 %. V orabniku tolote ara kondenzira, kondenzat a se ohladi na 110 C. orabnik tolote, v katere je za 1 bar tlačnih uorov, odvzae ari 28 MW tolote. a) Kolikšna je oč turbine? znani araetri vode in are: h1 = h(160 bar, 520 C) = 3355,6 kj/kg s1 = s2s = s(160 bar, 520 C) = 6,379 kj/kgk h3 = h(2 bar, 110 C) = 2263,9 kj/kg (tlak za renos. tolote je 3 = 2 Δt) a) oč turbine: t h1 h2 Glede na izkoristek turbine določio stanje za turbino, asni tok are a glede na oč renosnika tolote. h2 h1 ηt h1 h2 s h2s = h(3 bar, 6,379 kj/kgk) = 2475,8 kj/kg h2 = 2585,7 kj/kg h h t t h2 h3 = 13,18 kg/s 2 3 Q t = 10,15 MW
19. Za ostrojenje z regenerativni gretje naajalne vode na shei določi: a) asni tok odjene are v točki 3, b) oč turbine, c) notranji izkoristek visokotlačnega dela turbine. znani araetri vode in are: h1 = h(100 bar, 520 C) = 3426,3 kj/kg s1 = s2s = s(100 bar, 520 C) = 6,665 kj/kgk h2 = h(20 bar, 300 C) = 3024,3 kj/kg h3 = h(5 bar, 170 C) = 2790,2 kj/kg h4 = h(0,06 bar, x = 0,88) = 2276,8 kj/kg h6 = h(6 bar, 40 C) = 168,1 kj/kg h8 = h(5 bar, 150 C) = 632,3 kj/kg h 2 h 3 = h'(20 bar) = 908,6 kj/kg = h'(5 bar) = 640,2 kj/kg a) asni tok drugega odjea: Energijska bilanca za regenerativni grelnik 1 (neznana sta 3 in h7, uoštevaj, da je 1 = 5 = 6 = 7 = 8): 1 h7 h6 3 h3 h3 Energijska bilanca za regenerativni grelnik 2 (neznana je h7): 2 h2 h2 1 h8 h7 2 h2 h2 h7 h8 = 420,7 kj/kg 1 h h h h 7 6 3 1 = 2,12 kg/s 3 3 b) oč turbine: t vt st nt h1 h2 1 2h 2 h3 1 2 3h 3 4 1 h
t = 18,3 MW c) izkoristek VT turbine: η vt h1 h2 h1 h 2s h2s = h(2, s1) = 2966,1 kj/kg ηvt = 87,4 %
20. arno ostrojenje na shei ia skuni izkoristek 32 %. V kotlu zgoreva reog, ki vsebuje 42 % ogljika, 6 % vodika, 8 % kisika, 24 % vode, reostanek a je eel. Izračunaj a) notranji izkoristek turbine, b) sodnjo kurilnost goriva, c) asni tok goriva. znani araetri vode in are: h1 = h(100 bar, 530 C) = 3451,7 kj/kg s1 = s2s = s(100 bar, 530 C) = 6,697 kj/kgk h2 = h(0,05 bar, x = 0,86) = 2221,5 kj/kg h2s = h(0,05 bar, 6,697 kj/kgk) = 2041,3 kj/kg a) notranji izkoristek turbine: η t dej h1 h2 = 0,872 teor h1 h2 s b) kurilnost goriva: w 8 O Hi 33,9 wc 121,4 wh 10,5 ws 2,5 wh2o = 19708 kj/kg c) asni tok goriva: V te rieru ga izračunao glede na znan izkoristek ostrojenja, ri čeer uoštevao oenostavljeno definicijo izkoristka. t η g t g H i g t η H t h1 h2 = 59046 kw g = 9,36 kg/s i
21. Iz ostrojenja na shei želio dobiti 2,5 MW oči na generatorju in 6,5 MW tolotne oči v orabniku tolote. Gorivo je les s 44 % ogljika, 5 % vodika, 38 % kisika, 0,5 % dušika, 12 % vode in 0,5 % eela. Izkoristek kotla je 80 %. Izračunaj: a) asni tok odjene are (za orabnika tolote), b) asni tok sveže are (iz kotla), c) asni tok goriva, d) izkoristke visokotlačnega in nizkotlačnega dela turbine ter skuni izkoristek turbine. znani araetri vode in are: T x h s bar C kj/kg kj/kgk 1 100 120 510,7 1,519 2 80 450 3273,2 6,558 3 15 260 2947,5 6,756 4 0,05 0,9 2318,5 7,602 5 10 160 675,8 1,942 a) asni tok odjene are: h h t t od h3 h5 od = 2,86 kg/s 3 5 Q b) asni tok sveže are: t od h2 h3 t sh2 h3 s od h 3 h4 s = 4,50 kg/s h1 h3 c) asni tok goriva: k s h2 h1 η k g Hi w 8 O Hi 33,9 wc 121,4 wh 10,5 ws 2,5 wh2o = 14,92 MJ/kg s h2 h1 g = 1,04 kg/s k i η H d) izkoristki:
h3s = h(15 bar, 6,558 kj/kgk) = 2846,2 kj/kg h4s = h(0,05 bar, 6,756 kj/kgk) = 2059,4 kj/kg h4t = h(0,05 bar, 6,558 kj/kgk) = 1998,8 kj/kg η η vt nt 22. h2 h3 = 76,3 % h2 h3 s h3 h4 = 70,8 % h3 h4 s h2 h3 s s od h 3s h t teor s 4 ηt = 3,31 MW t teor = 75,4 % Za tolarniško ostrojenje na shei določi a) notranjo oč turbine, b) skuni energijski izkoristek ostrojenja. arni kotel, iz katerega rihaja ara v turbino, orablja 1500 kg/h goriva s 86 % ogljika in 14 % vodika. znani araetri vode in are: T x h bar C kj/kg 1 120 510 3376,8 3 0,05 0,86 2221,5 4 5 0 640,2 5 3 40 167,8 6 2 100 419,2 a) oč turbine: t s h1 h2 s od h 2 h3 t od 2 4 2 4 h h h h t v h6 h5 = 5,03 MW h2 = 2735,0 kj/kg t = 5,47 MW t od
b) izkoristek ostrojenja: t t t t η g g Hi 23. w 33 w 8 O Hi,9 wc 121,4 wh 10,5 ws 2,5 H2O = 46,15 MJ/kg η = 54,6 % V arne kotlu zgoreva reog s 55 % ogljika, 5 % vodika, 10 % kisika, 20 % vlage in 10 % eela. Izkoristek kotla je 85 %. Izračunaj: a) kurilnost goriva, b) tolotno oč kotla, c) asni tok goriva, d) asni tok are za regenerativni grelnik, e) oč arne turbine, f) notranji izkoristek turbine. znani araetri vode in are: T x h bar C kj/kg 1 120 480 3376,8 2 12 200 2816,1 3 0,05 0,83 2148,9 4 0,05 0 137,8 5 120 * 34 153,2 6 120 * 180 768,9 7 12 0 798,5 * uoštevao tlak za kotlo, ker niso odani adci tlaka skozi kotel ali skozi regenerativni grelnik a) kurilnost goriva:
w 33 w 8 O Hi,9 wc 121,4 wh 10,5 ws 2,5 H2O = 22,70 MJ/kg b) tolotna oč kotla: k s h1 h6 = 88,4 MW c) asni tok goriva: η H k k ηk g Hi g = 4,58 kg/s k i d) asni tok odjene are: h6 h5 od h2 h7 s 6 5 reg s od = 10,68 kg/s 2 7 Q h h h h e) oč turbine: h1 h2 s od h 2 h3 t s = 33,0 MW f) izkoristek turbine: s1 = s2s = s3t = s(120 bar, 480 C) = 6,418 kj/kgk h2s = h(12 bar, 6,418 kj/kgk) = 2736,2 kj/kg h3t = h(0,05 bar, 6,418 kj/kgk) = 1956,2 kj/kg h1 h2 s s od h 2s h t teor s 3 = 38,5 MW ηt t = 85,6 % teor