工程热力学和传热学11蒸汽动力循环

第一节
水蒸汽作为工质的卡诺循环
1.汽水混合物压缩过程c-5难以实现。 2.循环局限于饱和区，上限温度受限于临界温度，效率不高。 3.膨胀末期水分过多，不利于动力机。
第二节
基本蒸汽动力装置的理想循环——朗肯循环
一、朗肯循环及其工作过程
简单蒸汽动力装置的主 要热力设备：蒸汽锅炉、 汽轮机、给水泵和冷凝 器。
汽耗率ｄ随热效率ηt 的提高而降低。
习题1

h1 h 2 h1 h 2
三、汽轮机
q=0
q hห้องสมุดไป่ตู้2 h1
1 2
( w g w g ) g ( z 2 z1 ) w s
2 2
2 1
wt=wS
1 2
(w g w g ) 0
2 2
2 1
复习一下汽轮机所输 出的轴功和水泵所消 耗的轴功
w s h1 h 2
蒸汽动力装置的工作循环可以 理想化为由两个可逆定压过程和两 个可逆绝热过程组成的理想循环。
即：0-1—定压吸热过程， 1-2—绝热膨胀过程， 2-3—定压放热过程， 3-0—绝热加压过程。 该循环称为朗肯循环，也称为简单蒸汽动力装置循环。
比较一下：
朗肯循环
卡诺循环
二、朗肯循环热效率分析
循环工质吸热 q1＝h1－h0
d 3600 h1 h 2
w h1 h 2
kg /( kW h )
1： h1 h 2 d ： 3600 于是： d 3600 h1 h 2
h1 h 2 t ( h1 h 2 )
d 3600 kg /( kW h )
t ( h1 h 2 )
第十一章
第一节
蒸汽动力循环
水蒸汽作为工质的卡诺循环
第二节 基本蒸汽动力装置理想循环— 朗肯循环
蒸汽及蒸汽动力装置 (steam power plant)
（1）蒸汽是历史上最早广泛使用的工质，19 世纪后期蒸汽动力装置的大量使用，促使生产力飞 速发展，促使资本主义诞生。 （2）目前世界75%电力，国内78%电力来自火 电厂，绝大部分来自蒸汽动力。 （3 ）蒸汽动力装置可利用各种燃料。 （4）蒸汽是无污染、价廉、易得的工质。

( h1 h 2 ) ( h 0 h 3 ) h1 h 0
水泵耗功很少，约占汽轮机轴功的2%，可忽略，即认为 则朗肯循环的热效率可近似地表示为
( w s, p ) 3 0 h 0 h 3 0
t
( w s,T ) 1 2 q1

h1 h 2 h1 h 3
汽轮机所作轴功 水泵耗功 循环净功 (ws,T)1-2＝h1－h2
( w s, p ) 3 0 h 0 h 3
w 0 ( w s, T ) 1 2 ( w s, p ) 3 0 ( h 1 h 2 ) ( h 0 h 3 )
朗肯循环热效率
t
w0 q1
3.终压 p2 对热效率的影响 p2 t
终压p2(t2对应的饱和压力)的降低受到环境压力的限制。 对于汽轮机动力装置,终压的范围为ｐ2＝0.003-0.004MPa。
四、 汽耗率 汽耗率也是衡量蒸汽动力装置工作好坏的重要经济指标 之一。汽耗率ｄ表示每产生1千瓦小时的功(等于3600kJ）需 要消耗多少kg的蒸汽。 １kg蒸汽在一个循环中所作的功为
1.初温t1对热效率的影响
t1 t
提高初温还能提高绝热膨胀终 点的干度。提高初温要受到金 属耐热性能的限制，目前初温 的高限在600℃左右。
2.初压ｐ1对热效率的影响
p1 t
提高初压将使绝热膨胀终点的干度下降。因为提高初 温能提高废汽的干度,所以提高初压和提高初温应同步进行。
流入 1
四、泵和压缩机
2
ws
流出
w s h1 h 2
三、蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响
t
h1 h 2 h1 h 3 h1 h 2 h1 h 2
其中： h 1 f ( p 1 , t1 ) h2 f ( p 2 ) h2 f ( p 2 ) 所以： t f ( p 1 , t 1 , p 2 )