Enthalpiewerte ohne Kondensator

Das letzte Mal haben wir erfahren, dass die Menge an nützlicher Arbeit, W.Der Wirkungsgrad einer Dampfturbine wird berechnet, indem die Differenz zwischen der Enthalpie des in die Turbine eintretenden und aus der Turbine austretenden Dampfes ermittelt wird. Und in einem früheren Blog haben wir erfahren, dass im Kondensator ein Vakuum entsteht, wenn sich Kondensat bildet. Dieses Vakuum verringert den Turbinenabgasdruck und verringert dabei auch die Enthalpie des Abgasdampfes. Indem wir diese Fakten zusammenfassen, können wir Daten generieren, die zeigen, wie der Kondensator den Arbeitsaufwand der Turbine erhöht.

Um die Auswirkungen eines Kondensators besser einschätzen zu können, betrachten wir die Unterschiede zwischen Vorhandensein und Nichtvorhandensein. Schauen wir uns zunächst an, wie viel Arbeit eine kondensatorlose Dampfturbine leistet.

Sachverständiger in der Dampfturbinentechnik

Der in den Turbineneinlass eintretende Dampf hat einen Druck von 2000 Pfund pro Quadratzoll (PSI) und eine Temperatur von 1000 ° F. Wenn wir diese Turbineneinlassbedingungen kennen, können wir zu den Dampftabellen in jedem Buch von gehen Thermodynamik, um Enthalpie zu finden, heiner. Titel wie Grundlagen der klassischen Thermodynamik von Gordon J. Van Wylen und Richard E. Sonntag listen Enthalpiewerte über einen weiten Bereich von Temperaturen und Drücken auf. In unserem Beispiel sagt uns dieser Band:

heiner = 1474 BTU / Pfund

wo BTU Es repräsentiert Britische thermische Einheiten, eine Maßeinheit zur Quantifizierung der in Dampf oder Wasser enthaltenen Energie, in unserem Fall des Kreislaufs von Wasser zu Dampf innerhalb eines Kraftwerks. Technisch gesehen a BTU ist die Menge an Wärmeenergie, die erforderlich ist, um die Temperatur von einem Pfund Wasser um ein Grad Fahrenheit zu erhöhen. Der Begriff Pfund sollte bekannt sein, es ist die Standardabkürzung für Pfund, Die Enthalpie ist also das Maß für die Energiemenge pro Pfund Dampf, die in diesem Fall durch die Turbine fließt.

Da in unserer Abbildung kein Kondensator mit dem Abgas der Dampfturbine verbunden ist, gibt die Turbine ihren verbrauchten Dampf an die umgebende Atmosphäre ab. Die Atmosphäre auf unserer Bühne liegt bei 14,7 PSI, weil unser Kraftwerk auf Meereshöhe liegt. In Kenntnis dieser Tatsachen teilen uns die Dampftabellen mit, dass der Wert der Enthalpie des verbrauchten Dampfes, hzwei, es ist:

hzwei = 1015 BTU / Pfund

Durch Kombinieren der beiden Gleichungen können wir die nützliche Arbeit berechnen, die die Turbine leisten kann:

W. = heiner – – hzwei = 1474 BTU / lb – 1015 BTU / lb = 459 BTU / lb.

Diese Gleichung besagt, dass die Turbine für jedes Pfund Dampf, das durch sie strömt, 459 BTU der Wärmeenergie des Dampfes in mechanische Energie umwandelt, um den elektrischen Generator anzutreiben.

Nächste Woche werden wir einen Kondensator an die Dampfturbine anschließen, um zu sehen, wie deren Effizienz verbessert werden kann.

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