工程热力学 课件 第十一章 蒸汽动力循环装置
合集下载
(精品)工程热力学课件：动力循环
a kg (1- )kg
4
抽汽量的计算
T
1
1kg
6
kg
a
5
4
(1- )kg
3
2
1kg 5
a kg (1- )kg
4
以混合式回热器为例 热一律
ha 1 h4 1 h5
h5 h4
ha h4
忽略泵功 s
h5 h3
ha h3
抽汽回热循环热效率
T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
给水泵
水蒸气动力循环系统的简化
简化（理想化）：
汽轮机
12 汽轮机 s 膨胀
锅 炉
23 凝汽器 p 放热
发电机
34 给水泵 s 压缩
凝汽器 41 锅炉 p 吸热
给水泵
朗肯循环
朗肯循环图
p
4
1
3
2
v
12 汽轮机 s 膨胀 23 凝汽器 p 放热 34 给水泵 s 压缩 41 锅炉 p 吸热
朗肯循环图
研究目的：合理安排循环，提高热效率
按工质
燃气动力循环：内燃机，如汽油机、柴油机等
理想气体
空气为主的燃气
蒸汽动力循环：外燃机，如蒸汽机、汽轮机
实际气体
水蒸气、氨、氟利昂等
动力循环的分类
按结构
活塞式 piston engine 汽车，摩托，小型轮船
叶轮式
Gas turbine cycle
航空，大型轮船，移动电站 联合循环的顶循环
s
提高循环热效率的途径
改变循环参数 改变循环形式
联合循环
提高初温度
提高初压力
降低乏汽压力
【汽车精品】11水蒸气及蒸汽动力循环
8
四、水蒸气的饱和状态
饱和状态——饱和区内，饱和水和饱和水蒸气共存的平衡状态。
饱和状态下，饱和水与饱和水蒸气的平衡是动态的平衡。
饱和温度与饱和压力关系确定。压力↑→饱和温度↑。如：
p＝0.010 8 kPa时 ts＝0 ℃ p＝101.325 kPa时 ts＝100 ℃
，
ts和ps之间的关系由实验或经验公式确， 定。
则有
L L L
2020年12月 Tuesday
第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环
5
过热热量q ——定压过热过程中所需的热量。
按能量转换关系，有
q h h
显然，将0.01℃的水加热变为过热水蒸气所需的热量，等于液体 热、汽化潜热与过热热量三者之和。而且整个水蒸气定压发生过程 及各个阶段中的加热量，均可用水和水蒸气的焓值变化来计算。
hx (1 x)h xh h x(h h) h xL
sx (1 x)s xs s x(s s)
vx (1 x)v xv v x(v v)
即干度x确定时，可用饱和水及干饱和蒸汽的状态参数，求得湿饱 和蒸汽相应状态的参数。
2020年12月 Tuesday
第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环
饱和区内湿饱和蒸汽的温度ts与压力ps具有一定的函数关系，所 以两者只能作为一个独立参数。要确定湿饱和蒸汽的状态，还需另 一个独立参数，一般采用“干度”作为参数，但也可以是其他的状 态参数，如焓、熵、比体积中的任何一个。
干度x —湿饱和蒸汽中干饱和蒸汽的质量分数，即
x mv mv mw
2020年12月 Tuesday
第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环
11-1 水蒸气的发生过程 11-2 水蒸气热力性质表和图 11-3 水蒸气的热力过程 11-4 朗肯循环 11-5 再热循环 11-6 回热循环 11-7 热电联产及蒸汽-燃气联合循环
蒸汽动力循环装置
若忽略水泵功，同时近似取 若忽略水泵功， h4≈h3，则
热与流体研究中心
第十一章 蒸汽动力循环装置
“工程热力学”多媒体课件 工程热力学”
二、初参数对朗肯循环热效率的影响
1、初温t1 初温t
T1 ↑ T2不 ⇒ ηt ↑ 变
or 循环1t2t3561t 循环1 =循环123561+循环11t2t21 循环12心
第十一章 蒸汽动力循环装置
“工程热力学”多媒体课件 工程热力学”
蒸汽电厂示意图
热与流体研究中心
第十一章 蒸汽动力循环装置
“工程热力学”多媒体课件 工程热力学”
§11-1 简单蒸汽动力装置循环 11—郎肯循环(Rankine cycle)
一.简介 1、水蒸气的卡诺循环 6ab56
水蒸气卡诺循环有可能实现，但： 水蒸气卡诺循环有可能实现， 1）温限小； 温限小； 2）膨胀末端x太小； 膨胀末端x太小； 3）压缩两相物质的困难； 压缩两相物质的困难； 所以，实际并不实行卡诺循环。 所以，实际并不实行卡诺循环。
b）循环内部热效率 (忽略泵功） 忽略泵功）
ηi =
w act net, q1
=
w,Tact t q1
h −h2act ηT ( h −h2 ) 1 1 = = =ηTηt h −h2' h −h2' 1 1
ws—有效轴功 ηm—机械效率
热与流体研究中心
c）装置有效热效率ηe（考虑机械损失） 装置有效热效率η 考虑机械损失）
a）流程图
b）p-v，T-s 及 h-s 图
热与流体研究中心
第十一章 蒸汽动力循环装置
“工程热力学”多媒体课件 工程热力学”
w,T = h −h2 ? cp (T −T2 ) w, p = h4 −h3 = t t 1 1 w = w,T − w, p net t t
热与流体研究中心
第十一章 蒸汽动力循环装置
“工程热力学”多媒体课件 工程热力学”
二、初参数对朗肯循环热效率的影响
1、初温t1 初温t
T1 ↑ T2不 ⇒ ηt ↑ 变
or 循环1t2t3561t 循环1 =循环123561+循环11t2t21 循环12心
第十一章 蒸汽动力循环装置
“工程热力学”多媒体课件 工程热力学”
蒸汽电厂示意图
热与流体研究中心
第十一章 蒸汽动力循环装置
“工程热力学”多媒体课件 工程热力学”
§11-1 简单蒸汽动力装置循环 11—郎肯循环(Rankine cycle)
一.简介 1、水蒸气的卡诺循环 6ab56
水蒸气卡诺循环有可能实现，但： 水蒸气卡诺循环有可能实现， 1）温限小； 温限小； 2）膨胀末端x太小； 膨胀末端x太小； 3）压缩两相物质的困难； 压缩两相物质的困难； 所以，实际并不实行卡诺循环。 所以，实际并不实行卡诺循环。
b）循环内部热效率 (忽略泵功） 忽略泵功）
ηi =
w act net, q1
=
w,Tact t q1
h −h2act ηT ( h −h2 ) 1 1 = = =ηTηt h −h2' h −h2' 1 1
ws—有效轴功 ηm—机械效率
热与流体研究中心
c）装置有效热效率ηe（考虑机械损失） 装置有效热效率η 考虑机械损失）
a）流程图
b）p-v，T-s 及 h-s 图
热与流体研究中心
第十一章 蒸汽动力循环装置
“工程热力学”多媒体课件 工程热力学”
w,T = h −h2 ? cp (T −T2 ) w, p = h4 −h3 = t t 1 1 w = w,T − w, p net t t
华北电力大学课件,工程热力学 第11章、蒸汽动力装置循环_1515
实际 w p 实 水 际 h 3 a h 泵 2 w p p 功 1 0 ..8 0 4 5 7 1 ： .5 6 k5 /k Jg
理 想 情 况 下 汽 轮 机 功 ： w T h 1 h 2 3 4 3 2 . 1 1 9 9 0 . 3 1 4 4 1 . 8 k J / k g
w p h 3 h 2 v 2 p 1 p 2
v2 0.0010m3 0/k5g2
w p1.0 4k7/Jkg
p114 16 0Pa p250P 00 a
2019/5/3
理 想 情 况 下 水 泵 功 ： w p h 3 h 2 v 2 p 1 p 2 1 4 . 0 7 k J / k g
2019/5/3
2
§11-1 简单蒸汽动力装置循环 —朗肯循环(Rankine cycle)
一.简介
32019/5/3
朗肯 W.J.M. Rankine，1820~1872年， 英国科学家。
1820年6月5日出生于苏格兰的爱丁 堡。1855年被委任为格拉斯哥大学机 械工程教授。 1858年出版《应用力学 手册》一书，是工程师和建筑师必备的 指南。1859年出版《蒸汽机和其它动 力机手册》，是第一本系统阐述蒸汽机 理论的经典著作。朗肯计算出一个热力 学循环(后称为朗肯循环)的热效率，被 作为是蒸汽动力发电厂性能的对比标准。 1872年12月24日于格拉斯哥逝世。
2019/5/3
(1) 循环效率
汽轮机的相对内效率： ri实 理际 论功 功 hh11hh22a
水泵的效率：
p实 理际 论 泵 泵 hh33a 功 功 hh2 2
实际效率：
i h1h1h2h2rih3ah3h2ph2
理 想 情 况 下 汽 轮 机 功 ： w T h 1 h 2 3 4 3 2 . 1 1 9 9 0 . 3 1 4 4 1 . 8 k J / k g
w p h 3 h 2 v 2 p 1 p 2
v2 0.0010m3 0/k5g2
w p1.0 4k7/Jkg
p114 16 0Pa p250P 00 a
2019/5/3
理 想 情 况 下 水 泵 功 ： w p h 3 h 2 v 2 p 1 p 2 1 4 . 0 7 k J / k g
2019/5/3
2
§11-1 简单蒸汽动力装置循环 —朗肯循环(Rankine cycle)
一.简介
32019/5/3
朗肯 W.J.M. Rankine，1820~1872年， 英国科学家。
1820年6月5日出生于苏格兰的爱丁 堡。1855年被委任为格拉斯哥大学机 械工程教授。 1858年出版《应用力学 手册》一书，是工程师和建筑师必备的 指南。1859年出版《蒸汽机和其它动 力机手册》，是第一本系统阐述蒸汽机 理论的经典著作。朗肯计算出一个热力 学循环(后称为朗肯循环)的热效率，被 作为是蒸汽动力发电厂性能的对比标准。 1872年12月24日于格拉斯哥逝世。
2019/5/3
(1) 循环效率
汽轮机的相对内效率： ri实 理际 论功 功 hh11hh22a
水泵的效率：
p实 理际 论 泵 泵 hh33a 功 功 hh2 2
实际效率：
i h1h1h2h2rih3ah3h2ph2
动力热力学第11章 蒸汽动力循环装置要点
1 h1 h2
d0
T
Di di Pi
Pi 实际内部功率
作业：11－6
例题\第十一章\A466155.ppt 例题\第十一章\A460299.ppt
§11-2 再热循环 —reheat cycle; resuper-heating cycle
P1升高后，x2下降，再热可以提高
再热对循环效率的影响 忽略泵功：
3）回热器中过程不可逆，为什么 循环ηt上升？ 作业：11－8
例题\第十一章\A466266.ppt 例题（英）\A466277（英）.ppt 例题\第十一章\A460200.PPT 例题（英）\A466398（英）.ppt
§11-4 热电合供循环 —power-and-heating plant cycle
3、背压p2
T但1不受变制于,T环2 境 温度，不t 能任同降意时降，低x2下
p2 6kPa,ts 36.17 C; p2 4kPa,ts 28.95 C
例题（英）\A466167（英）.ppt
四、有摩阻的实际朗肯循环 1、T-s图及h-s图
忽略水泵功：q1 h1 h3
不变
q2 h2act h2'
蒸汽电厂示意图
§11-1 简单蒸汽动力装置循环 —郎肯循环(Rankine cycle)
一.简介
二、朗肯循环
1、水蒸气的卡诺循环 6ab56 水蒸气卡诺循环有可能实现，但： 1）温限小； 2）膨胀末端x太小； 3）压缩两相物质的困难； 所以，实际并不实行卡诺循环。
2.朗肯循环 a）流程图 b）p-v，T-s 及 h-s 图
c）朗肯循环的热效率
t
wnet q1
1 q2 q1
wnet wt,T wt, p
工程热力学学-11 水蒸气及蒸汽动力循环
工程热力学
ux (1 x)u'xu" u'x(u"u') hx (1 x)h ' xh" h ' x(h" h ') h' xL sx (1 x)s'xs" s'x(s"s') vx (1 x)v'xv" v'x(v"v')
8
11-2 水蒸气热力性质表和图
B
A
s
10
2、水蒸气热力性质线图（h - s图）
工程热力学
11
2、水蒸气热力性质线图（h - s图）
工程热力学
C为临界点，BC为饱和水线，AC为干饱和水蒸气线 ACB线下面是湿蒸汽区，AC右上方是过热蒸汽区
h
定压线群
p
vT
定温线群
定容线群
C
定干度线群
A
B
s
12
h
p
C
B
工程热力学
vT A
（1）在湿蒸汽区内有定压线、 定温线和等干度线，此区域 内，定压线即为定温线；
3-0：抽汽后剩余的(1-α)kg水在水泵中的绝热加压过程
0-b：抽汽后剩余的(1-α)kg水在回热器中的定压吸热过程 b-0’：回热后重新汇合的1kg水在水泵中的绝热加压过程
h x=0
工程热力学
p2 2 t2
p1 t1
1
x x=1
s
p1 =p2 2 t2
t1
1 x x=1 s 16
三、定温过程 t1 = t2
h
q12
2
Tds
1
T1(s2 s1)
华北电力工程热力学课件第11章 蒸汽动力装置循环
❖ 1:主蒸汽（汽轮机入口，过 热蒸汽）
❖ 2:乏汽（汽轮机出口，湿饱 和蒸汽）
❖ 3:冷凝水（冷凝器出口，饱 和水）
❖ 4:给水（水泵出口，未饱和 水）
9
朗肯循环示意图
10
朗肯循环热效率
t
wnet q1
1 q2 q1
wnet wt wP
wt h1 h2
wP h4 h3
t
wnet q1
wt
wP q1
1 q2 q1
h1 h2 h4 h3 h1 h4
11
忽略水泵耗功时的热效率
❖ 水泵耗功相对较低， 不作精解计算时可忽 略
tt
wwnneett qq11
hh11 hh22 hh11 hh33
12
汽耗率、热耗率和煤耗率
❖每产生1kW•h的功所消耗的蒸汽质量称为 汽耗率，用符号d表示，单位为kg/（kW•h）
20
第11章 蒸汽动力装置循环
11-1 朗肯循环 11-2 再热循环 11-3 抽汽回热循环 11-4 热电联产循环
11-5 热电冷三联产
21
再热循环
❖ 再热循环主要目的：提高乏汽干度
22
再热循环基本过程
❖ 3-1：给水在锅炉内吸热（定 压吸热）
❖ 1-b：主蒸汽在汽轮机高压缸 中膨胀作功（等熵膨胀）
D
3600
d
kg/(kW h)
Dwnet / 3600 wnet
13
汽耗率、热耗率和煤耗率
❖把每产生1kW•h的功需要锅炉提供的热量 称为热耗率，用q0 表示，单位为kJ/ （kW•h） q0 dq1 kJ/(kW h)
14
汽耗率、热耗率和煤耗率
❖火电厂把每产生1kw•h电能消耗的标准煤的 克数称为标准煤耗率，常常简称煤耗率， 用b0 表示，单位为g/（kW•h）
❖ 2:乏汽（汽轮机出口，湿饱 和蒸汽）
❖ 3:冷凝水（冷凝器出口，饱 和水）
❖ 4:给水（水泵出口，未饱和 水）
9
朗肯循环示意图
10
朗肯循环热效率
t
wnet q1
1 q2 q1
wnet wt wP
wt h1 h2
wP h4 h3
t
wnet q1
wt
wP q1
1 q2 q1
h1 h2 h4 h3 h1 h4
11
忽略水泵耗功时的热效率
❖ 水泵耗功相对较低， 不作精解计算时可忽 略
tt
wwnneett qq11
hh11 hh22 hh11 hh33
12
汽耗率、热耗率和煤耗率
❖每产生1kW•h的功所消耗的蒸汽质量称为 汽耗率，用符号d表示，单位为kg/（kW•h）
20
第11章 蒸汽动力装置循环
11-1 朗肯循环 11-2 再热循环 11-3 抽汽回热循环 11-4 热电联产循环
11-5 热电冷三联产
21
再热循环
❖ 再热循环主要目的：提高乏汽干度
22
再热循环基本过程
❖ 3-1：给水在锅炉内吸热（定 压吸热）
❖ 1-b：主蒸汽在汽轮机高压缸 中膨胀作功（等熵膨胀）
D
3600
d
kg/(kW h)
Dwnet / 3600 wnet
13
汽耗率、热耗率和煤耗率
❖把每产生1kW•h的功需要锅炉提供的热量 称为热耗率，用q0 表示，单位为kJ/ （kW•h） q0 dq1 kJ/(kW h)
14
汽耗率、热耗率和煤耗率
❖火电厂把每产生1kw•h电能消耗的标准煤的 克数称为标准煤耗率，常常简称煤耗率， 用b0 表示，单位为g/（kW•h）
第十一章 蒸汽动力循环装置
第十一章蒸汽动力循环装置水蒸气是工业上最早使用来作为动力机的工质。
在蒸汽动力装置中水时而处于液态，时而处于气态。
因而蒸汽动力装置循环不同于气体动力循环。
此外，水和水蒸气不能燃烧，只能从外界吸收热量，所以蒸汽循环必须配备锅炉，因此装置设备也不同于气体动力装置。
由于燃烧产物不参与循环，故而蒸汽动力装置可利用各种燃料，如煤、渣油，甚至可燃垃圾。
§11－1简单蒸汽动力装置循环——朗肯循环1、工质为水蒸气的卡诺循环由第二定律可知，在相同温限内卡诺循环的热效率最高，而采用气体作工质的循环中，定温过程（加热及放热）难以实现，并且气体绝热线及等温线在p-v图上斜率接近，因此有w较小。
i在采用蒸汽做工质时，由于水的汽化和凝结，当压力不变时温度也不变，因而有了定温放热和定温吸热的可能。
又因为定温即是定压，其在p-v图上与绝热线斜率相差较大，因而可提高w，所以蒸汽机原则上可采用卡诺循环，如图中5－6－7－8－5所i示。
而实际的蒸汽动力装置中不采用上冻循环，其主要原因有以下几点：1）在压缩机中绝热压缩8－5过程难以实现；2）徨仅局限于饱和区，上限温度受临界温度的限制，故即使实现卡诺循环，其热效率也不高；3）膨胀末期，湿蒸汽干度过小，含水分甚多，不利于动力机安全。
所以，实际蒸汽动力循环均以朗肯循环为其基础。
2、朗肯（Rankine）循环朗肯循环是最简单也是最基本的蒸汽动力循环，它由锅炉、汽轮机、冷凝器和水泵4个基本的、也是主要的设备组成。
右图中为该装置的示意图。
水在锅炉中被加热汽化，直至成为过热蒸汽后，进入汽轮机膨胀作功，作功后的低压蒸汽进入冷凝器被冷凝成水，凝结后的水在水泵中被压缩升压后，再回到锅炉中，完成一个循环。
为了突出主要矛盾，分析主要参数对循环的影响，与前述循环一样，首先对实际循环进行简化和理想化，略去摩阻及温差传热等不可逆因素，理想化后的循环由右图(a )所示的热力过程组成，对应的T-s 图如图(b )所示。
Get清风11章：蒸汽动力循环装置 工程热力学课件第四版
〔1〕抽汽量α1和α2； 〔2〕汽轮机作功wt，act、水泵耗功wp及循
环净功wnet,act； 〔3〕循环内部热效率ηi和实际耗汽率di； 〔4〕各过程及循环的不可逆损失。
解：(1) 此题装置示意图如图10-16，T–s 图如图10-17所示〔见教材P. 330~331, 四版〕。 先利用h-s图(或水蒸汽参数表)确 定各点参数。 由(T1、p1)→(h1、 s1)； 注意： s1=sa=sb=s2； 故可：(pa 、sa) → ha; (pb 、sb) → hb; (p2 、s2) → h2;
一、蒸汽动力装置中的主要设备〔8〕
管 道 阀 门
中压进汽阀 电 厂 外 观
平安阀
排污泵
二、工质为水蒸气的卡诺循环
p
T
1
e 4 5 p1 6 1
5
6
4
f
p2
3(2’) 8
o
8
3(2’ )
72
v om
7
2
ns
图11-1 水蒸气的朗肯循环
动力循环以蒸汽为工质时，原那么上可采用如上图中6-7-
8-5-6所示的卡诺循环，然而由于过程8-5难以实现等原因(?)，
蒸 汽 轮 机
一、蒸汽动力装置中的主要设备〔4〕
蒸 汽 轮 机 的 核 心 部 件 转 子
——
一、蒸汽动力装置中的主要设备〔5〕
发电机的定子和转子
一、蒸汽动力装置中的主要设备〔6〕
冷 凝 汽 化 器
锅炉给水泵
离心式风机
一、蒸汽动力装置中的主要设备〔7〕
电 厂 中 常 用 的 几 种 换 热 器
故在实际的蒸汽动力装置中不采用之。
三、朗肯循环及其热效率
在实际的蒸汽动力循环
环净功wnet,act； 〔3〕循环内部热效率ηi和实际耗汽率di； 〔4〕各过程及循环的不可逆损失。
解：(1) 此题装置示意图如图10-16，T–s 图如图10-17所示〔见教材P. 330~331, 四版〕。 先利用h-s图(或水蒸汽参数表)确 定各点参数。 由(T1、p1)→(h1、 s1)； 注意： s1=sa=sb=s2； 故可：(pa 、sa) → ha; (pb 、sb) → hb; (p2 、s2) → h2;
一、蒸汽动力装置中的主要设备〔8〕
管 道 阀 门
中压进汽阀 电 厂 外 观
平安阀
排污泵
二、工质为水蒸气的卡诺循环
p
T
1
e 4 5 p1 6 1
5
6
4
f
p2
3(2’) 8
o
8
3(2’ )
72
v om
7
2
ns
图11-1 水蒸气的朗肯循环
动力循环以蒸汽为工质时，原那么上可采用如上图中6-7-
8-5-6所示的卡诺循环，然而由于过程8-5难以实现等原因(?)，
蒸 汽 轮 机
一、蒸汽动力装置中的主要设备〔4〕
蒸 汽 轮 机 的 核 心 部 件 转 子
——
一、蒸汽动力装置中的主要设备〔5〕
发电机的定子和转子
一、蒸汽动力装置中的主要设备〔6〕
冷 凝 汽 化 器
锅炉给水泵
离心式风机
一、蒸汽动力装置中的主要设备〔7〕
电 厂 中 常 用 的 几 种 换 热 器
故在实际的蒸汽动力装置中不采用之。
三、朗肯循环及其热效率
在实际的蒸汽动力循环
工程热力学课件第十一章蒸汽动力循环装置
第三十七页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第三十八页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第三十九页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第四十页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第四十一页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第四十二页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第四十三页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第三十页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第三十一页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第三十二页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第三十三页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第三十四页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第三十五页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第三十六页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十六页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十七页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十八页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十九页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二十页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二十一页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二十二页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第九页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十一页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十二页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十三页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第十四页，编辑于星期一第二十三页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二十四页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二十五页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二十六页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
第二十七页，编辑于星期一：十一点 二十四分。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
循环净功为 wnet wt wp h1 h2 h4 h3
p v图上面积 1234561
循环净热量为 qnet q1 q2 h1 h4 h2 h3 h1 h2 h4 h3
T s图上面积 1234561
Ps mT P0 mT Dh1 h2
耗汽率d：装置每输出单位功量所消耗的蒸汽量 理想耗汽率d0为 D 1 d0 P0 h1 h2 以实际内部功率Pi为基准，则内部功耗汽率为 d0 D 1 1 di Pi h1 h2act T h1 h2 T 考虑有效功，则有效功耗汽率为
可得热效率的近似式 h1 h2 p1 p2 v2 h1 h2 p1 p2 v2 t h1 h3 p1 p2 v2 h1 h2 p1 p2 v2 略去wp简化为
h1 h2 t h1 h2
循环初压力p1甚高时，水泵功约占汽轮机作功的 2%左右，精确计算时不应忽略水泵功
提高初压使乏汽干度降低，引起汽轮机内效率降低 并缩短使用寿命，通常不使乏汽干度低于88% 在提高p1的同时提高t1，可以抵消因提高初压引起 的乏汽干度的降低
背压p2对热效率的影响 在相同的初温初压下降低背压p2也能使热效率提 高 背压降低意味着冷凝器内饱和温度t2降低，故受环 境温度的限制 降低p2若不提高t1也会引起乏汽干度x2降低，后果 与单独提高p1类似
d0 D D de Ps P0Tm Tm
11-2 再热循环
再热循环
新蒸汽膨胀到某一中间压力后撤出汽轮机，导入 锅炉中特设的再热器或其它换热设备中，使之再 加热，然后导入汽轮机继续膨胀到背压p2 再热循环热效率 循环所作的功（忽略水泵功）为
wnet h1 hb ha h2
加入的热量为
q1 h1 h2 ha hb
热效率为
wnet h1 hb ha h2 t h1 h2 ha hb q1
所取中间压力较高，则能使ηt提高，如中间压力 过低，会使ηt降低，中间压力在(20%~30%)p1范 围内对提高ηt的作用最大 采用再热循环，耗汽率降低，可减轻水泵和冷凝 器的负荷，但投资费用增加，管理运行复杂化
循环热效率为
wnet q1 q2 wt wp h1 h2 h4 h3 t q1 q1 q1 h1 h4
水泵功的近似值为
wp h4 h3 u4 p4v4 u3 p3v3 p4 p3 v3 p1 p2 v2
h0 h1 h2
实际循环内部功wnet,act：每千克蒸汽在实际工作 循环中作出的循环净功
wnet,act wt ,act wP,act wt ,act h1 h2act
循环内部热效率ηi：蒸汽在实际循环中所作的循 环净功与循环中热源所供给的热量的比值
i
wnet ,act q1
蒸汽参数对热效率的影响
初温t1对热效率的影响 在相同的初压及背压下，提高新蒸汽的温度可 使热效率增大 提高初温还可使终态2的干度x2增大，有利于提 高汽轮机内效率和延长汽轮机的使用寿命 提高初温受材料耐热性能的限制，最高蒸汽温 度很少超过600℃
初压p1对热效率的影响 在相同的初温及背压下，提高初压可使热效率增大
有摩阻的实际循环
汽轮机中的摩阻损耗造成不可逆损失，理想循环中 的可逆绝热过程1-2代之以不可逆绝热过程1-2act， 循环中q1不变q2增大 蒸汽经过汽轮机实际所作的技术功为
wt ,act h1 h2act h1 h2 h2act h2
少作的功等于冷凝器中多排出的热量 h2act h2 不可逆膨胀作功能力损失由T0sg计算
第十一章 蒸汽动力循环装置
11-1 简单蒸汽动力装置循环—朗肯循环
工质为水蒸气的卡诺循环
以蒸汽为工质时原则上可以采用卡诺循环 在实际的蒸汽动力装置中不采用卡诺循环 压缩水和蒸汽的混合物导致压缩机工作不稳定 循环局限于饱和区，热效率不高 膨胀末期湿蒸汽干度过小，不利于动力机安全
朗肯循环及其热效率
朗肯循环 水在汽锅中定压加热汽化成饱和蒸汽 饱和蒸汽在蒸汽过热器中定压吸热成过热蒸汽 过热蒸汽在汽轮机中绝热膨胀作功 乏汽在冷凝器中等压冷凝向冷却水放热 凝结水在给水泵内绝热压缩再次进入锅炉 朗肯循环与卡诺循环的不同之处 乏汽完全液化 采用过热蒸汽
朗肯循环的热效率 1kg新蒸汽在汽轮机内可逆绝热膨胀作出的技术 功为
h1 h2act h1 h2
T h1 h2
h1 h2
Tt
考虑轴承等处的机械损失， ηm为机械效率，汽 轮机输出的有效功，即轴功为
ws m wt ,act mT wt
用轴功率表示为
P0 Dh1 h2 是汽轮机理想输出功率，kW D为蒸汽耗量，kg/s
wt h1 h2 p v图 上面 积 e12 fe
乏汽在冷凝器中向冷却水放出的热量为
q2 h2 h3 T s图上面积 m32nm
凝结水流经水泵消耗功为
wp h4 h3 p v图上面积 e43 fe
新蒸汽从热源吸热量为
q1 h1 h4 T s图上面积 m4561 nm
汽轮机相对内效率ηT：汽轮机内蒸汽实际作功 wt,act与理论功wt的比值，简称汽轮机效率
T
wt ,act wt
h1 h2act h1 h2
h2act h2 1 T h1 h2 h2 1 T h0
称为理想绝热焓降 大功率汽轮机的ηT在0.85~0.92之间