thermo http://rankine.siam2web.com/

เว็บเพจนี้จัดทำขึ้นเพื่อแสดงผลงาน Assignment 2 ของวิชา Introduction to Fluid mechanics and Thermodynamics

เพื่อแสดงการวิเคราะห์ Rankine Cycle  โดยสังเกตว่า ค่า Thermal Efficiency ของ Cycle จะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อ ความดันของ Condenser เปลี่ยนไป

โดยเราจะแสดงการวิเคราะห์ Rankine Cycle โดยละเอียดเฉพาะที่ ความดัน Condenser  = 7.5 kPa จากนั้นเราจะทำการวิเคราะห์ที่ทุกความดัน Condenser

ตั้งแต่ 5 kPa ถึง 50 kPa

 

Rankine Cycle

Processes:

1-2   Isentropic expansion in turbine >> work out [P drop ]

2-3   P = const. heat rejection in condenser  >> mixtures condense to sat. liquid,   Qout

3-4   Isentropic compression in pump ....... >> work in

        compressed  liquid raise pressure from Pcondenser to Pboiler

4-1   P = const. heat addition in boiler >> liquid à vapor,   Qin

    

 

Turbine                                                  

       Control Volume:  Turbine

              Assumptions:

              Isentropic (ideal)

              SSSF Process

              ΔKE =0, ΔPE = 0 ; q = 0

      Analysis

      1st law SSSF Proc.     q + h1 = w + h2

                                                       wT =  h1 – h2

       Working fluid : Steam (Water)

  

state 1 = h1 = h @ T1 and P1  >>> steam table

state 2 = normally mixture@ P2 ,  

                h2 = hf + x2 hfg    

          


 

  Condenser    

         Control Volume:  Condenser

      Working fluid : Steam (Water)

 

            Assumptions: 

            Constant Pressure

            SSSF Process and  ΔKE =0, ΔPE = 0 ; w =0                    state 3 = sat. liquid


Analysis:

              1st law SSSF Proc.         q + h2 = w + h3

                                                                    qC =  h3 – h2

       state 2 >> mixture@ P2 ,   h2

      state 3  sat. liq. à h3 ~ hf  @ P3

 

 Pump

      Control Volume:  Pump

      Working fluid : liq. water

               Assumptions:

           Isentropic Process (ideal)

           SSSF Process  and ΔKE =0, ΔPE = 0 ; q = 0

           Compressed liq. >> v = v3= constant

           Constant temperature process

Analysis:

1st law SSSF Proc. q + h3 = w + h4

           wp =  h3 – h4     =  v(P3-P4)

state 3 >> v3 ~ vf @ T3

(or use approximation for liq. h ~ hf @T + vf (P - Psat )

and in this case T = constant 

then   h3 – h4     =  vf (P3 - P4)

  

  Boiler

              Assumptions:

  • Constant Pressure Process
  • SSSF Process 
  •  ΔKE =0, ΔPE = 0 ; w = 0 

  

 

Assignment 2

Parametric Study of the Rankine Cycle

1 Analysis of the problem: Find the thermal efficiency of the cycle (assume isentropic efficiency of the turbine to be 92%)

2 Tablulation calculation in EXCEL, varying the PARAMETER

3 Plot graph show the relation of the study parameter vs. the cycle thermal efficiency

4 Show on your group website

5 Submit Report and Present in ClassWed 15 September 2010   

 

 

Case 3 The effect of the CONDENSER PRESSURE

Group 10

CONDENSER PRESSURE Begin  5  kPa

CONDENSER PRESSURE End  50  kPa

Boiler pressure  25 MPa

Steam temperature 400 oC

 

การคำนวณหาค่า 

1. Control Volume:  Turbine

Assumptions : SSSF Process  and ΔKE =0, ΔPE = 0 ;

                  q = 0, s2 = s1

                  1st law SSSF Proc.        q + h1 = w + h2

                                                                               wT =  h1 – h2

Working fluid : Steam (Water)

  

          state 1    >>   h1 =  h @ T1 and P1

          steam table..     h1 = 2578.7  kJ/kg

          state 2   >>  P2 , P2 = 7.5 kPa ,  s2 = s1 =5.14 kJ/kg.K  >> x= (s2-sf)/sfg

                   sf=0.6492

                  sfg= 7.4996

                      x=0.5988

           h2 = hf + x2 hfg        

           h2 = 1739.063  kJ/kg

          wT =  h1 – h2     =  912.649  kJ/kg


h2s=1541.199 kJ/kg


2. Control Volume:  Condenser

Assumptions:

SSSF Process  and ΔKE =0, ΔPE = 0 ; w = 0

1st law SSSF Proc.      q + h2 = w + h3

                                                     qC =  h3 – h2

Working fluid : Steam (Water)

  

state 2 = mixture@ P2 ,   h2 already known

state 3  Saturated liq. >> h3 = hf @ P3  = 191.81  kJ/kg

     qC =  191.81   – 1739.063  =  -1547.253

 

 

3. Control Volume:  Pump

Assumptions:SSSF Process  and ΔKE =0, ΔPE = 0 ; q = 0,

Compressed liq. >> v = v3= constant

Isentropic Process, s3 = s4

1st law SSSF Proc.      q + h3 = w + h4

                                     wp =  h3 – h4     =  v(P4-P3)

Working fluid : liq. water at state 3 >> v3 ~ vf @ P3

  

          wp =  v(P4-P3)  = (0.00101 m3/kg)(25,000 – 10) kPa 

              = 25.2399  kJ/kg

          h4 =   h3 + wp =   191.81  + 25.2399  =  217.0499  kJ/kg



 

4. Control Volume:  Boiler

Assumptions:SSSF Process  and ΔKE =0, ΔPE = 0 ; w = 0

Solution:

1st law SSSF Proc.      q + h4 = w + h1

                qB =  h1 – h4   =  (2578.7  - 217.0499  ) kJ/kg 

              =  2361.65  kJ/kg

         wnet =  wout – win  = wturb – wpump 

              =   (954.5  -25.2399) kJ/kg  = 929.26 kJ/kg

      hth   =  wnet/qin     =  929.26 /2361.65 

              = 0.393 (or 39.3%)   answer 

 

 ********************************************************************************************************

ต่อไปเราจะทำการวิเคราะห์ หาว่า Thermal Efficiency จะเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อค่า Pressure ของ Condender เปลี่ยนแปลง

เริ่มแรกเราวิเคราะห์กระบวนการต่างๆของ Rankine Cycle ที่เกิดขึ้นที่อุปกรณ์ต่างๆ

 เราทำการวิเคราะห์หา ค่า Thermal Efficiency ที่เปลี่ยนแปลงไปเมื่อ Condender Pressure เปลี่ยนแปลงดังนี้

  

เราทำการวิเคราะห์แต่ละกระบวนการได้ดังนี้

  



 

เมื่อได้ข้อมูลจากทุกกระบวรการแล้วเราก็ทำการวิเคราะห์ Thermal Efficiency เทียบกับค่า Condender Pressure

เราจะพบว่า Thermal Efficiency จะลดลงเมื่อ Condender Pressure เพิ่มขึ้น 

Advertising Zone    Close

Online: 1 Visits: 4,588 Today: 2 PageView/Month: 8

ด้วยความปราถนาดีจาก "สยามทูเว็บดอทคอม" และเพื่อป้องกันการเปิดเว็บไซต์เพื่อหลอกลวงขายของ โปรดตรวจสอบร้านค้าให้แน่ใจก่อนตัดสินใจซื้อของทุกครั้งนะคะ    อ่านเพิ่มเติม ...