Вопрос школьника
В одну из паровых турбин поступает пар при температуре 250 °С, в другую — при температуре 500 °С. Какая турбина имеет больший КПД, если температура отработавшего пара у них одинакова
Ответ от учителя
Для ответа на данный вопрос необходимо знать, что КПД (коэффициент полезного действия) паровой турбины определяется как отношение работы, выделенной на валу, к теплоте, подведенной к турбине.
Таким образом, чтобы определить, какая турбина имеет больший КПД, необходимо сравнить отношение работы к теплоте для каждой турбины.
Пусть температура отработавшего пара для обеих турбин равна Т. Тогда для первой турбины, где пар поступает при температуре 250 °С, теплота, подведенная к турбине, будет равна Q1 = Q(T, 250), а для второй турбины, где пар поступает при температуре 500 °С, теплота, подведенная к турбине, будет равна Q2 = Q(T, 500), где Q(T, T1) — теплота, необходимая для нагрева 1 кг воды от температуры Т до температуры Т1.
Работа, выделенная на валу, для каждой турбины будет равна W.
Тогда КПД первой турбины будет равен η1 = W / Q1, а КПД второй турбины будет равен η2 = W / Q2.
Чтобы определить, какая турбина имеет больший КПД, необходимо сравнить отношения W / Q1 и W / Q2. Поскольку температура отработавшего пара у обеих турбин одинакова, то Q1 и Q2 также будут одинаковыми. Следовательно, КПД первой турбины будет равен η1 = W / Q, а КПД второй турбины будет равен η2 = W / Q.
Таким образом, если работа, выделенная на валу, для обеих турбин одинакова, то турбина, в которую пар поступает при температуре 250 °С, будет иметь больший КПД, чем турбина, в которую пар поступает при температуре 500 °С.
