Inhoud
Stoomturbines wekken doorgaans elektriciteit op als bijproduct van de opwekking van warmte uit stoom. In de thermodynamica wordt een stoomturbine idealiter beschouwd als een isentropisch apparaat. Een isentropisch proces is er een waarbij er geen verandering is in entropie (de maat voor het niveau van de aandoening). Stoomturbines gedragen zich echter niet ideaal. Om het werkelijke vermogen van de stoomturbine te berekenen, moet je eerst het ideale vermogen berekenen, waarvoor je drie variabelen nodig hebt: de massa van de stoomstroom, de enthalpie van stoom bij de inlaat van de turbine en de enthalpie van stoom bij de turbine-uitlaat.
Stap 1
Gebruik de volgende vergelijking om het vermogen te berekenen: W_st = m_w (h_6 - h_7), waarbij W_st = stoomturbinevermogen, m_w = stoomstroommassa, h_6 = stoomenthalpie bij de turbine-inlaat, h_7 = stoomenthalpie turbine uitlaat. U zult ook entropie in beide staten moeten vinden. Beschouw de twee toestanden van de turbine: de ingangs- en uitgangstoestanden. De inlaattoestand voor de turbine ligt vast, aangezien de druk en temperatuur van de inkomende stoom zijn gespecificeerd. De uitgangstoestand is niet vast, omdat alleen de druk is gespecificeerd.
Stap 2
Raadpleeg de stoomtabellen en verkrijg de enthalpie en entropie voor de eerste toestand met de gegeven druk en temperatuur (de stoomtabel is te vinden in het gedeelte Bronnen van dit artikel). Door gebruik te maken van de isentropische toestand (s_2s = s_1), kan de uitgangstoestand worden gefixeerd, zolang je de druk en entropie in deze toestand kent. Raadpleeg de stoomtabellen om de vloeistoffase te identificeren om vervolgens enthalpie te verkrijgen bij de uitlaattoestand.
Stap 3
Evalueer de enthalpie en temperatuur van de uitgangstoestand. Gebruik uw variabelen om het uitgangsvermogen van de isentropische stoomturbine te berekenen, met behulp van de vergelijking W_st = m_w (h_6 - h_7).
Stap 4
Bereken de werkelijke output en verkrijg de adiabatische efficiëntie van de turbine samen met de isentropische output, zoals berekend in de vorige stap. Bereken de werkelijke (adiabatische) output die wordt geproduceerd met behulp van de vergelijking W = η_s × w_ideal, waarbij η_s de efficiëntie is van de isentropische turbine en w_ideal het werk is dat zou worden geproduceerd als de turbine zich isentropisch zou gedragen.