В первой части курса «Техническая термодинамика» [1] рассмотрены первый и второй законы термодинамики, процессы идеальных газов, реальных паров и жидкостей применительно к замкнутой (с постоянным массовым количеством вещества) термодинамической системе.
В данном пособии рассмотрены основные процессы и циклы современных теплоэнергетических установок (ТЭУ).
В теплоэнергетических установках рабочее тело, как правило, непрерывно циркулирует по замкнутому контуру, проходя через соответствующие элементы установки. Каждый элемент ТЭУ представляет открытую термодинамическую систему, поскольку рабочее тело входит и выходит из него. Для изучения таких процессов используется первый закон термодинамики для открытой системы (вещества, находящегося в потоке). Поэтому в пособии рассматривается первый закон термодинамики для потока применительно к основным элементам ТЭУ. Дается подробный анализ понятия работы изменения давления в потоке с позиции изменения скорости движения потока и совершения им технической работы. Для оценки получения максимально-возможной полезной технической работы в ТЭУ дается понятие эксергии потока вещества и методы оценки ее потерь в реальных необратимых процессах.
После изложения материала по термодинамическому анализу процессов в ТЭУ рассматриваются циклы современных теплоэнергетических установок: паротурбинных установок на органическом и ядерном топливе, газотурбинных установок, двигателей внутреннего сгорания, реактивных газовых двигателей, парогазовых установок, холодильных установок и тепловых насосов. Для каждого цикла приводится термодинамический анализ влияния параметров рабочего тела на его экономичность и различные современные варианты схем, позволяющие увеличить его КПД.
Сопоставление экономичности современных ТЭУ в пособии выполняется с применением эксергетического и энтропийного методов анализа. Такой подход дает объективную картину достоинств и недостатков современных ТЭУ и указывает на пути повышения их экономичности.
| содержание | следующий параграф |