Схема и цикл магнитогидродинамического генератора.

Вплоть до последнего времени МГД генераторы не получили широкого применения. Имеются лишь экспериментальные установки, на которых исследуется их целесообразность и эффективность их применения. принцип действия МГД генератора основан на возникновении электрического тока при течении электропроводящей жидкости или ионизированного газа в поперечном магнитном поле.

МГД генератор является устройством, как бы для без машинного преобразования теплоты в электрическую энергию. Рабочее тело находится в МГД генераторе при температуре 2000 °С и выше. Поэтому МГД генератор эффективно использовать в качестве головного звена обычной паросиловой установки. Для того чтобы использовать эти высокие температуры, а не выбрасывать теплоту в окружающую среду.

Схема и цикл энергетической установки с

МГД генератором.

Полезная внешняя работа производимая в МГД генераторе вычисляется по стандартной формуле

где G – количество газообразных продуктов сгорания приходящихся на

1 кг рабочего тела паросиловой установки;

h₁ и h₂ – их энтальпии.

Теоретическое КПД:

Этот КПД может превышать в 1.5 раза термический КПД обыкновенных ПСУ.

Расчет термодинамических параметров влажного воздуха и газовых смесей.

Характерным представителем газовой смеси является атмосферный воздух, который у земной поверхности имеет следующий объемный состав: N₂ – 78.084 %;

O₂ – 20.947 %;

Ar – 0.934 %;

CO₂ - 0.0314 %;

H₂ – 0.00005%.

Другим примером газовой смеси являются продукты сгорания топлива в двигателях внутреннего сгорания, в топках печей, парогенераторов и т.д.

Газы образующие смесь называются её компонентами. Состав смеси может задаваться массовыми, объемными и молекулярными долями.

Массовой долей g_i (g_N2, g_O2) называется отношение массы компонента к массе всей смеси:

Часто эту и все другие величины задают в процентах сухого воздуха. Например: g_N2 » 77%; g_O2 » 23% - для сухого воздуха.

Объемной долей компонента r_i называется отношение его парциального объема к объему всей смеси:

Например: r_N2 » 79%; r_O2 » 21%.

Мольной долей компонента r_i называется отношение числа его молей к числу молей всей смеси. Обозначают одной и той же буквой потому, что для идеального газа справедливо равенство мольных и объемных долей.

Зная объемные или мольные доли можно рассчитать массовые и наоборот:

или

где m_i – масса моля i-го компонента газовой смеси.

Парциальным давлением i-го компонента Р_i называется давление, которое имел бы этот компонент, если бы он один занимал объем смеси.

Парциальным объемом i-го компонента V_i называется объем, который имел бы этот компонент, если бы его давление было равно давлению смеси.

В соответствии с законом Дальтона давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений её компонентов:

Объем смеси равен сумме парциальных объемов компонентов:

При расчетах используется, так называемая кажущаяся молекулярная масса смеси:

где r_i – мольная доля i-го компонента,

m_i – массовая доля i-го компонента.

Удельная газовая постоянная смеси вычисляется из соотношения:

Если газовая смесь подчиняется уравнению состояния идеального газа, то парциальное давление i-го компонента определяется из соотношения:

Удельный объем

Удельная энтальпия смеси

Удельная энергия смеси

Влажный воздух.

Влажный воздух – смесь сухого воздуха и водяного пара образованная их механическим перемешиванием.

На практике влажный воздух часто используется при давлениях близких к атмосферным, это позволяет считать его идеальным газом (±5%) и на основании закона Дальтона можно записать:

где Р_св – давление сухого воздуха, Р_п – давление пара перегретого.

Влажный воздух, состоящий из сухого воздуха и перегретого пара, у которого Р_П<Р_S называется ненасыщенным. Если выполняется Р_П=Р_S, то влажный воздух называется насыщенным.

При охлаждении влажного воздуха до температуры росы водяной пар конденсируется в виде росы или тумана.

Абсолютной влажностью воздуха называется количество водяного пара в кг содержащегося в 1 м³ влажного воздуха, численно равна плотности водяного пара: r_П.

Относительной влажностью воздуха называется отношение фактической абсолютной влажности к максимально возможностью влажности:

Влагосодержанием влажного воздуха называется отношение содержащихся в нем масс пара и сухого воздуха:

Вычисляют влагосодержание по формулам:

Энтальпия ненасыщенного влажного воздуха:

При давлениях близких к атмосферным и в широком интервале температур (0¸800°С) влажный воздух обычно рассматривается как идеальный газ. Убедится в справедливости такого подхода возможно на примере сравнения экспериментальных значений удельных объемов сухого воздуха и насыщенного водяного пара с вычисленными для атмосферного давления 760 мм рт.ст. уравнениями состояния идеального газа:

Значения сравниваются с табличными.