Elektrárny 1 Přednáška č.3

Prezentace na téma: "Elektrárny 1 Přednáška č.3"— Transkript prezentace:

1 Elektrárny 1 Přednáška č.3

2 Přednáška č.3 Problematika pracovní látky TO
Pracovní látka v TO v 1 fázovém prostředí Stanovení hodnot potřebných pro výpočet účinnosti TO Rovnice pro ideální plyny TO s látkou v 1 fázovém prostředí (Braytonův oběh) Výpočet účinnosti plynových oběhů Pracovní látky v TO procházející dvěma fázemi Zněna skupenství - výroba páry Parní oběhy – RC oběh Přednášky E

3 Energetická bilance pracovní látky v TO
QO Wt QP Přednášky E

4 Uzavřený vs. Otevřený TO
TMAX Tepelný zdroj motor QP QO Wt Wt QP Tepelný zdroj Tepelný motor QO TOK Přednášky E

5 Uzavřený vs. Otevřený TO – stavové hodnoty pracovní látky
T3=TMAX= TA 3 3 Tepelný zdroj motor QP QO Wt Wt QP Tepelný zdroj Tepelný motor 2 2 4 4 1 1 QO T1=T4=TOK= TB T1~T4=TOK= TB Přednášky E

6 Izotermický přívod tepla Izotermický odvod tepla
Carnotův oběh - TO T 2 p 2 3 TA 3 wt 1 1 TB 4 4 qB v s Izotermický přívod tepla Adiabatická komprese Izotermická komprese Izotermická expanze Adiabatická expanze Carnotův cyklus: Izotermický odvod tepla Přednášky E

7 Uzavřený vs. Otevřený TO – potřebná energetická zařízení
T3=TMAX= Ta 3 3 Wt Wt QP Tepelný zdroj QP Tepelný motor Tepelný zdroj Tepelný motor 2 2 4 4 1 QO 1 QO T1~T4=TOK= Tb T1=T4=TOK= Tb Oběhové čerpadlo - adiabatická komprese Přednášky E

8 Adiabatická komprese - kompresor
T1, p1 QP p1÷p4 p2÷p3 T3 Wt QO Přednášky E

9 Adiabatická komprese – oběhové (napájecí čerpadlo)
QO T3 Wt T1, p4 p1 p2÷ p3 QP Přednášky E

10 TO – při konstantním tlaku – stavové veličiny
2 p 3 3 TA 2 wt TB 1 4 4 1 v s Řešení energetického výpočtu = zisk technické práce, účinnost: Měrná práce se vždy algebraickým součtem objemových nebo tlakových prací Přednášky E

11 Výpočet pomocí tlakových prací - wp
Adiabatické změny dq = 0: Tlakové změny dp = 0 Celková práce: Pokud je cp = konst. (ideální pracovní látka): Musíme znát hodnoty entalpí, nebo měrné teplo a teploty Dvě hodnoty vždy známe – tlak: okolí přívodu tepla do TO - teplota: okolí max. teplota v TO Přednášky E

12 Výpočet pomocí objemových prací - wv
Adiabatické změny dq = 0: Tlakové změny p = konst: Celková práce: Musíme znát hodnoty entalpií, měrného tepla a teploty K dispozici jsou dvě hodnoty tlaků a teplot Pro výpočet potřebuje zjistit další dva stavy pracovní látky – musíme znát průběh změny mezi dvě stavy – jeden známe druhý chceme spočítat – STAVOVÁ ROVNICE Přednášky E

13 Princip jednorázové (objemové) práce
F dW = F.dl = p.S.dl=p.dV V1 V2 P dV p V Přednášky E

14 Ideální pracovní látka
skutečné plyny se svými vlastnostmi přibližují k vlastnostem ideálního plynu, mají-li dostatečně vysokou teplotu a nízký tlak zanedbání vzájemného působení mezi molekulami ideálního plynu znamená, že celková potenciální energie je nulová proto vnitřní energie ideálního plynu je rovna celkové kinetické energii soustavy molekul tohoto plynu molekuly ideálního plynu konají translační a víceatomové molekuly i rotační a kmitavý pohyb Přednášky E

15 Energetická stavová rovnice ideální pracovní látky
Kinetická energie jedné molekuly plynu je závislá na teplotě podle vztahu V tomto vztahu se objevuje konstanta k jedná se o Boltzmannovu konstantu, její hodnota je: Přednášky E

16 Energetická stavová rovnice ideální pracovní látky
Pro střední hodnotu tlaku platí. je hustota molekul: pV = NkT Přednášky E

17 Stavová rovnice pro ideální plyn
Plyn, který je v rovnovážném stavu, lze charakterizovat stavovými veličinami: termodynamickou teplotou T, tlakem p, objemem V a počtem částic N (popř. látkovým množstvím n, hustou plynu ρ, hmotností plynu m atd.) Rovnice, která vyjadřuje vztahy mezi těmito veličinami se nazývá stavová rovnice. Přednášky E

18 pV = nRT Stavová rovnice kde NAk = R R je molární plynová konstanta
R = 8,31J.K-1mol-1 Při stavové změně ideálního plynu stále hmotnosti je Přednášky E