Cieplne Maszyny Przepływowe. Temat 1 Wstęp. Część I Podstawy teorii Cieplnych Maszyn Przepływowych.

Transkrypt

1 1 Wiadomości potrzebne do przyswojenia treści wykładu: Znajomość części maszyn Podstawy mechaniki płynów Prawa termodynamiki technicznej. Zagadnienia spalania, termodynamika par i gazów Literatura: 1. Perycz S.: Turbiny parowe i gazowe, Ossolineum, Wrocław, Chmielniak T.: Turbiny cieplne, skrypt Pol. Śląskiej Nr 1737, Gliwice, 1993] 3. Elsner J.W. (red.): Laboratorium z cieplnych maszyn przepływowych, skrypt Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa, Nikiel T.: Turbiny parowe, WNT, Warszawa 1989 (wyd. IV) 5. Tuliszka E.: Turbiny cieplne - zagadnienia termodynamiczne i przepływowe, WNT, Warszawa Tuliszka E.: Sprężarki, dmuchawy i wentylatory, WNT, Warszawa Chmielniak T.: Obiegi termodynamiczne turbin cieplnych, Ossolineum, Wrocław 1988 (seria: Maszyny Przepływowe, t.2) 8. Witkowski A.: Sprężarki wirnikowe, skrypt Pol. Śląskiej nr 1539 (wyd. III), Gliwice Miller A.: Teoria maszyn wirnikowych, skrypt Pol. Warszawskiej, Warszawa Poradnik Inżyniera Mechanika, T. II, Zagadnienia konstrukcyjne, rozdz. VII, VIII, IX, XI, XII, XIII, WNT, Warszawa Chmielniak T.: Maszyny Przepływowe skrypt Pol. Śląskiej Gliwice Stępniewski M.: Pompy. WNT Warszawa 1994 Treść wykładu: 1. Definicje cieplnych maszyn przepływowych 2. Główne cechy konstrukcji maszyn przepływowych a. Silniki b. Maszyny robocze 3. Porównanie maszyny tłokowej z turbiną 4. Rola maszyn przepływowych w świecie współczesnym 5. Kierunki rozwoju maszyn przepływowych Maszyna, urządzenie techniczne zawierające mechanizm lub szereg mechanizmów we wspólnym kadłubie, służące do przetwarzania energii lub wykonywania określonej pracy. Ze względu na przeznaczenie maszyny dzieli się na: technologiczne, transportowe i energetyczne.

2 Maszyny energetyczne służą do wytwarzania z energii mechanicznej innych rodzajów energii (m.in. prądnice, sprężarki, pompy) lub do wytwarzania energii mechanicznej z innych rodzajów energii (różne rodzaje silników). Maszyna przepływowa jest maszyną energetyczną w której w sposób ciągły odbywa się przepływ czynnika roboczego, przy czym w ustalonych warunkach parametry czynnika (temperatura, ciśnienie) pozostają w dowolnym punkcie maszyny na stałym poziomie; rozróżnia się maszyny przepływowe wirnikowe, do których należą silniki wirnikowe (turbiny) i maszyny robocze wirnikowe (pompy, sprężarki) oraz maszyny przepływowe strumieniowe - silniki strumieniowe (przelotowe, rakietowe) i strumienice (pompy i sprężarki strumienicowe). (definicje z Encyklopedii Powszechnej PWN) 1 2 Rys. 1.1 Zasada pracy silnika odrzutowego. Air intake wlot powietrza Compressor sprężarka Combustion chamber komora spalania Fuel burner palnik Turbine turbina Jet pipe and propelling nozzle dysza wylotowa 1 Brak definicji cieplnej maszyny przepływowej

3 3 Rys 1.2 Przekrój podłużny małej turbiny parowej Kolory - zielony wirnik, przekładnia pomocnicza, wrzeciono zaworu, napęd regulatora prędkości - czerwony kadłub - ciemnoczerwony układ kierowniczy, sprzęgło - pomarańczowy wnętrze turbiny, przekładni, kozła łożyskowego - niebieski powierzchnie zewnętrzne

4 4 Rys. 1.3 Pompa odśrodkowa do przetłaczania wody Rys. 1.4 Osiowy przekrój turbodoładowarki

5 5 Rys. 1.5 Obieg cieplny bloku energetycznego z turbiną parową Rys Schemat silnika odrzutowego.

6 6 Rys Obszary stałych wartości ciśnień i temperatur obiegu cieplnego elektrowni parowej Rys. 1.8 Zmiany parametrów medium roboczego silnika odrzutowego - total pressure ciśnienie całkowite - axial velocity prędkość osiowa - temperature - temperatura

7 7 Rys Porównanie cykli pracy silnika odrzutowego i czterosuwowego silnika spalinowego Rys Ilustracja na wykresie p-v cyklu pracy silnika odrzutowego

8 8 Rys Przykłady kół wirnikowych współczesnych sprężarek odśrodkowych Rys Łopatki wirnikowe turbin parowych

9 9 Rys Wpływ mocy jednostkowej i obciążenia bloku na wskaźnik zużycia ciepła. Rys Sprawność netto elektrowni różnych typów.

10 10 Rys.1.16 Rys. 1.17

11 11 Rys

12 12 Rys Perspektywiczna konstrukcja łopatek wirnikowych. concave skin pow. wklęsła convex skin pow. wypukła honeycomb core rdzeń typu plaster miodu

13 13 Rys

14 14 Rys Zespół turbogazowy EC Lublin-Wrotków 235 MWe 150 MWt

15 15 Rys Najprostszy układ cieplny elektrociepłowni gazowo-parowej