动力循环、热效率计算及提高热效率的方法和途径
工程热力学基础——第七章蒸汽动力循环
第四节 回热循环
一、回热循环的装置系统图和T-S 图 分析朗肯循环，导致平均吸热温度不高的原 因是水的预热过程温度较低，故设法使吸热过程 的预热热量降低，提出了回热循环。 回热是指从汽轮机的适当部位抽出尚未完全 膨胀的压力、温度相对较高的少量蒸汽，去回热 加热器中加热低温冷凝水。这部分抽汽未经凝汽 器，因而没有向冷源放热，但是加热了冷凝水， 达到了回热的目的，这种循环称为抽汽回热循环。
b
5
a
6
（4）
A
图8 再热循环的T-S图
二、再热循环工作原理
从图可以看出，再热部分实际上相当于在原来 的郎肯循环1A3561的基础上增加了一个附加的循环 ab2Aa。一般而言，采用再热循环可以提高3%左右的 热效率。
三、再热循环经济性指标的计算
1、热效率
t
w0 q1
(h1 ha ) (hb h2 )
第七章 蒸汽动力循环
本章重点
水蒸气朗肯循环、回热循环、再热循 环、热电循环的组成、热效率计算及提高 热效率的方法和途径
第一节 朗肯循环
一、水蒸汽的卡诺循环
1、水蒸汽的卡诺循环的组成，如图1 2、水蒸汽的卡诺循环在蒸汽动力装置中不被应用
原因：
T
（1）、T1不高（最高
不超 374 0 C ），T2不低
(h1
h2
)
(hb
h a
)
2、汽耗率
d 3600
3600
w0 (h1 ha ) (hb h2 )
四、再热循环分析
1、采用再热循环后，可明显提高汽轮机排 汽干度，增强了汽轮机工作的安全性； 2、正确选择再热循环，不仅可提高汽轮机 排汽干度，还可明显提高循环热效率； 3、采用再热循环后，可降低汽耗率； 4、因要增设再热管道、阀门等设备，采用 再热循环要增加电厂的投资，故我国规定 单机容量在125MW及以上的机组才采用此循 环。 [例7-2] 注意，再热后，各经济指标的变化
提高火力发电厂热效率的几种方法
提高火力发电厂热效率的几种方法2011级动力工程赵健 201120202507[摘要]节能减排是我国的基本国策，火力发电厂是一次能源的使用大户，火力发电厂的节能对全国能源的节约具有重要的意义。
提高火力发电厂的热效率意味着提高能源的使用效率。
本文试对提高火力发电厂的热效率需要考虑的若干问题作一研讨，为火力发电厂的节能减排提供参考。
[关键词]火力发电厂热效率汽轮机发电机组的常用热经济性指标为热耗率，其含义是汽轮发电机组单位发电量的耗热量。
现代大容量汽轮发电机组的热耗率为7900千焦/千瓦时左右。
提高汽轮机发电机组的热效率，目前主要有以下5个方法：一、提高蒸汽初参数。
上图为火力发电厂的蒸汽朗肯循环T-S图和循环效率的公式。
从图中和公式中可以看出，热源与冷源的温度决定在此温差范围内的任何热机所能具有的最高热效率。
因此,尽可能提高汽轮机动力装置的新蒸汽参数,降低排汽温度，可显著提高该装置的热效率。
现代制造的汽轮机动力装置采用的初蒸汽温度基本上已达到了当前冶金工业技术经济水平所能达到的最高极限值(565℃左右)。
再提高汽温则需要大量使用价格昂贵、加工工艺复杂的奥氏体钢，综合经济效果并非有利。
提高进汽压力也能提高该装置的热效率。
但在一定的进汽温度下，过高的进汽压力会导致排汽湿度增大，不但会加大湿汽损失，而且会加剧低压部分叶片的冲刷腐蚀。
所以现代汽轮机动力装置参数的提高，主要体现在中间再热循环的采用上。
1.蒸汽初压对朗肯循环热效率的影响；从以上T-S图中可以看出：在极限初压力内，提高蒸汽初压，循环效率提高。
2.蒸汽初温对朗肯循环热效率的影响；从上图可以看出：蒸汽初压力和终压力不变，蒸汽初温度上升，高温段吸热量增加，平均吸热温度增加，循环效率增加。
二、降低蒸汽终参数；由上图可以看出：降低蒸汽终参数可以提高循环效率。
1.理论极限分析：凝汽器的工作压力是靠冷却水不断带走排汽的放热量而维持，因此排汽温度不可能低于冷却水的进水温度t1。
工程热力学教学大纲
《工程热力学》课程教学大纲一．课程的地位、作用和任务本课程是研究物质的热力性质、热能与其它能量之间相互转换的一门工程基础理论学科，是采暖与通风空调专业的主要技术基础课程之一。
本课程为专业基础课，主要用于提高学生热工基础理论水平，培养学生具备分析和处理热工问题的抽象能力和逻辑思维能力。
为学生今后的专业学习储备必要的基础知识，同时训练学生在实际工程中的理论联系实际的能力。
通过对本门课程的学习，使学生掌握有关物质热力性质、热能有效利用以及热能与其它能量转换的基本规律，并能正确运用这些规律进行各种热工过程和热力循环的分析计算。
此外本课程在有关计算技能和实践技能方面也使学生得到一定的锻炼。
二．教学内容和教学要求（一．）绪论1．掌握工程热力学的学习任务、学习方法以及应注意的问题。
2．理解能源的组成以及各种能源之间的转换途径。
3．了解几种热能转换装置的工作过程（二．）基本概念1．掌握工程热力学中的一些基本术语和概念：热力系统、平衡状态、准静态过程、可逆过程2．掌握状态参数的特征，基本状态参数p、v、T的定义和单位等；绝对压力和相对压力的计算；几种温标间的相互换算。
掌握热量和功量过程量的特征，并会用系统的状态参数对可逆过程的热量、功量进行计算。
3．理解热力循环的概念，了解正、逆热力循环的工作系数的计算方法。
（三．）理想气体性质1．熟练掌握并正确应用理想气体状态方程式，应用定值比热计算过程热量。
2．理解比热的物理意义、定压比热与定容比热之间的关系；理解混合气体性质。
3．了解真实比热与平均比热的概念、实际气体状态方程。
（四．）热力学第一定律1．掌握热量、储存能、功的概念；内能、焓的物理意义。
2．熟练应用热力学第一定律解题。
牢固掌握闭口系统的热力学第一定律解析式及开口系统稳定流动能量方程式在不同场合的具体应用以及它们之间的内在联系，也应掌握充气和放气过程的计算。
3．理解膨胀功、轴功、技术功、流动功的联系与区别。
（五．）理想气体热力过程及气体压缩1．掌握定容、定压、定温、绝热、多变过程中状态参数p、v、t；Δu、Δh、Δs的计算，过程量Q、W的计算，以及上述过程在p-v、t-s图上的表示。
混合加热循环热效率公式推导过程
混合加热循环热效率公式推导过程1. 引言嘿，朋友们，今天我们要聊的是一个看似复杂但其实非常有趣的话题——混合加热循环的热效率。
乍一看，可能有些人会觉得“哎呀，这个听上去太难了吧”，但别担心，我会用简单易懂的方式来告诉你这个过程。
就像吃巧克力蛋糕一样，分层而下，慢慢品味。
我们先来理清一下思路，看看热效率到底是个啥玩意儿。
1.1 什么是热效率？热效率，简单来说，就是你能从热源中获取多少有用的能量，剩下的就叫“浪费”。
就好比你去吃火锅，点了满满一桌子菜，结果只吃了几口，剩下的全成了食物浪费，这就是热效率不高。
理想情况下，我们希望能把每一滴热量都转化为动力，干嘛要浪费呢，对吧？1.2 混合加热循环是啥？说到混合加热循环，它其实就是把多种加热方式结合起来，像是一场美味的火锅盛宴，各种食材都有。
我们可以把它想象成把蒸汽和气体轮流用，既能提高效率，还能让能源利用更聪明。
就像把不同的调料搭配在一起，味道才更丰富。
这种循环能让我们在使用能源时，做到事半功倍，真是一举两得！2. 热效率公式推导好啦，接下来我们要进入“公式推导”的环节。
听上去可能有点干，但其实就像拼图一样，把不同的部分组合起来就行了。
咱们慢慢来，别急。
2.1 理论基础首先，我们得知道混合加热循环中的两种主要热源，分别是高温源和低温源。
高温源就像是我们煮水的火锅底料，热腾腾的；低温源则像是那一盘新鲜的生菜，温度没那么高。
为了计算热效率，我们得用到卡诺效率公式，这个公式看似神秘，实际上就跟你做饭时要控制火候一样简单。
2.2 热效率的计算热效率的计算公式可以写成η = (Q_out / Q_in)，其中 Q_out 是我们获取的有用热量，Q_in 是我们输入的总热量。
打个比方，假如你火锅里加了很多食材，但只吃掉了一小部分，那你能想象自己花了多少钱又浪费了多少食材吗？所以，想要提高热效率，我们就得想办法减少浪费，提升有用的输出。
3. 提升热效率的小窍门既然我们已经知道了热效率的基础，接下来就聊聊怎么提升它。
《内燃机学》第4版课后习题答案
《内燃机学》课后习题答案（第4版）第一章概论1-1.内燃机发明对工业进程的影响。
①内燃机的发明，既给传统的动力机械创造了新的动力源，又推动了一大批新兴工业产业（例如交通运输、发电、工程机械等）落地生根，在一定程度解放了生产力，促进了人类工业文明的发展。
②内燃机的发明，带动了包括石油炼制、钢铁、汽车等一大批上下游企业的产生与发展，给国民经济发展创造了新支柱，并推动很多国家走上了工业化道路。
1-2.内燃机燃料和润滑油对内燃机技术进步的影响。
①内燃机的燃料众多，常见的有汽油、柴油、煤油、气体燃料等，不同的燃料物理化学性质不同，对内燃机的要求也不同，根据内燃机的实际工作情况合理选择不同的燃料，不仅可以提高内燃机的动力性、经济性，降低排放，还能带动内燃机新型燃烧技术的发展与完善。
②内燃机内部的摩擦副众多，工作时的摩擦损失不仅会降低内燃机的机械效率，还会加剧零部件的摩擦，降低内燃机寿命。
采用润滑油对关键零部件进行润滑，对于提高内燃机效率、延长寿命极为重要。
1-3.内燃机引进技术消化和吸收存在的问题。
国外内燃机于1901年开始进入中国市场，随后中国的一些工厂开始借鉴仿制，经历了由单缸到双缸，由低速到高速的过程。
新中国成立后，我国通过自主研发、仿制和接受援建，成立了一大批内燃机骨干企业，内燃机工业初具规模。
20世纪60年代，我国的内燃机由仿制转为自主研制生产，由小批量生产转为大批量生产，功率大大提高，并逐渐在农业、发电、船舶等领域得以应用。
20世纪80年代后，内燃机行业进行了一系列调整和改革，技术水平有所提高，很多合资企业出现，新型内燃机的研制受到重视，并逐渐融入了世界内燃机工业体系。
1-4.车用内燃机发展技术分析。
内燃机作为一种热动力装置，发明之初人们更倾向于它的动力性能与热效率，前期的一系列改进与创新也主要围绕效率和动力性能展开，并逐渐对其他方面的性能进行优化。
经历了一个半世纪的发展，在燃烧理论的指导下，通过材料、机械加工、燃料、电控等技术的发展与完善，其动力性、经济性、耐久性等技术指标的强化程度不断提高，满足了绝大部分固定和移动用途的要求，取得了广泛的应用。
热电厂热力过程及效率研究
热电厂热力过程及效率分析第一部分：热力学基础热电厂是以蒸汽为工质的一个热力系统，因此，对热电厂的分析必须建立在热力学定律及理想热力循环的基础上。
一、热力学的基本概念：1．热力系：在分析热力过程或现象时，常从若干物体中取出需要研究的对象，这被取出的研究对象称为热力系。
热力系可以是元件或设备，也可以是系统或空间。
在同一个大的热力系统中，因研究问题的不同所选择的热力系也不同。
以热电厂为例，可以把锅炉、汽轮机或单独一部分蒸汽管道作为一个热力系研究锅炉运行、汽轮机运行或管道损失问题，也可以把锅炉、管道及汽轮机共同作为一个热力系研究发电供汽过程存在的问题。
外界：热力系以外的物质世界统称为外界或环境；边界：热力系与外界的分界面称为边界；因此热力系即为由界面包围的作为研究对象的物体的总和。
按热力系与外界进行物质、能量交换的情况不同，热力系主要有：闭口系：热力系与外界无物质交换；开口系：热力系与外界之间有物资交换，或者说有物质穿过边界。
按热力系绝热系：热力系与外界无热量交换；孤立系：热力系与外界既无能量交换又无物质交换；2.热力过程与热力循环：2.1概念：热力系状态连续变化的过程称为热力过程。
热力系统过程，称为热力循环。
2.2工程中常见的两类热力循环：P热能动力和制冷装置热机的经济性用热效率衡量，等于净功2 2的热量比，η=W/Q43T热力循环WW热能动力装置 制冷装置二、热力学第一定律：1.第一定律的实质：热力学第一定律是能量守恒与能量转换定律在热力学中的具体体现。
热力学第一定律：在任何发生能量传递和转换的热力过程中，传递和转换的能量的总量保持恒定不变。
“永动机是不可能制造成功的”。
2.热力过程的两种能量传递方式：热力系与外界传递能量的方式有两种：作功和传热。
2.1功：力学中功的定义为物体所受的力与沿力的方向所产生的位移之积。
δW=F.dx在热力学中功的定义为：功是物系间相互作用而传递的能量，当系统完成作功时，其对外界的作用可用在外界举起重物的单一效果来代替。
第六章 热 力 循 环
二、朗肯循环热效率
定压吸热过程吸入的热量
q1 h1 h4
wtT h1 h2
1
汽轮机作功(定熵膨胀技术功)： 凝汽器中的定压放热量： h
q2 h2 h3
水泵绝热压缩耗功：
wtp h4 h3
锅炉中的定压吸热量：
4
2
3
s
q1 h1 h4
朗肯循环热效率的计算
水的压缩过程可视为定容压缩过程
wnet 只采用热效率 t 显然不够全面 q1 能量利用系数 ，但未考虑热和电的品位不同
q供热＋wnet 已被利用的能量 K 工质从热源得到的能量 q1
Ex经济学评价
热电联产、集中供热是发展方向，经济环保
6.5压缩空气制冷循环
• 动力循环 —正循环 输入热,通过循环输出功 • 制冷（热泵)循环 —逆循环 输入功量（或其他代价），从低温 热源取热 • 热泵循环 —逆循环 输入功量（或其他代价），向高温 热用户供热
动力装置效率
例题6－1
6.3 朗肯循环的改进
为了克服朗肯循环的缺点，工程实际做了许多改进，如回 热循环、再热循环等。
一、回热循环
利用汽轮机中的蒸汽预热锅炉给水，称为回热
循环1－7－d－3－4－5－6－1称为回热循环(实际难以实现)。 循环3－4－5－7－d－3称为概括性卡诺循环。 循环5－7－2－e－5为卡诺循环。 回热循环的热效率高于朗肯循环的热效率。
工程热力学第三版电子教案教学大纲 (3)
教学大纲课程名称：工程热力学英文译名：Engineering Therodynamics (Architecture type)总学时数：54讲课学时：50（含习题课4）实验学时：8授课对象：建筑环境与设备专业、建材专业本科生课程要求：必修分类：技术基础课开课时间：第三学期主要先修课：高等数学、大学物理、理论力学、材料力学选用教材及参考书教材：采用由我校廉乐明主编，李力能、谭羽非参编的全国建筑暖通专业统编教材、全国高等学校教材《工程热力学》。
本书自1979年出版至今，历经第一版、第二版、第三版和第四版共四次修订，计十二次印刷，在全国发行量达12万余册。
本书曾获国家级教学成果奖教材二等奖、建设部部优教材奖。
主要参考教材：1、清华大学主编、高教出版社出版的《工程热力学》2、西安交通大学主编、高教出版社出版的《工程热力学》3、 Krle C.Potter Craig W .Somerton《Engineering Therodynamics》(1998年版)一、本课程的性质、教学目的及其在教学计划中的地位与作用本课程是研究物质的热力性质、热能与其他能量之间相互转换的一门工程基础理论学科，是建筑环境与设备专业的主要技术基础课之一。
本课程为专业基础课，主要用于提高学生热工基础理论水平，培养学生具备分析和处理热工问题的抽象能力和逻辑思维能力。
为学生今后的专业学习储备必要的基础知识，同时训练学生在实际工程中的理论联系实际的能力。
通过对本课程的学习，使学生掌握有关物质热力性质、热能有效利用以及热能与其它能量转换的基本规律，并能正确运用这些规律进行各种热工过程和热力循环的分析计算。
此外本课程在有关计算技能和实践技能方面也使学生得到一定的训练。
因此本课程不仅是学习后续课程，包括《供热工程》、《空调工程》、《锅炉及锅炉房设备》等主要专业的理论基础外，而且能广泛服务于机械工程、动力工程、冶金、石油、电力工程等各个研究领域。
化工热力学第六章 蒸汽动力循环与制冷循环
WS=(1-)(H3- H2)+(H2-H1)
6.1 蒸汽动力循环
ws 热效率 QH ws Qh 能量利用参数 QH
6 蒸汽动力循环与制冷循环
6.1 蒸汽动力循环 6.2 膨胀过程 6.3 制冷循环
6.2 膨胀过程
膨胀过程在实际当中经常遇到，如：高压流 体流经喷嘴、汽轮机、膨胀器及节流阀等 设备或装置所经历的过程，都是膨胀过程。 下面讨论膨胀过程的热力学现象。着重讨 论工业上经常遇到的节流膨胀和绝热膨胀 过程及其所产生的温度效应
⑵H1升高，因为水不可压缩耗功很少，一般 可忽略不计，但H1增加，必须使P1、t1增加， P1太大会使设计的强度出现问题，从而使制 造成本增加，提高效率的收益，并不一定 能弥补成本提高的花费。
6.1 蒸汽动力循环
卡诺循环要求等温吸热和等温放热以及等 熵膨胀和等熵压缩。在朗肯循环中，等温 放热、等熵膨胀和等熵压缩这三各过程基 本上能够与卡诺循环相符合，差别最大的 过程是吸热过程。现在主要问题是如何能 使吸热过程向卡诺循环靠近，以提高热效 率。显然改造不等温吸热是提高热效率的 关键，由此提出了蒸汽的再热循环和回热 循环。
6.1 蒸汽动力循环
1）蒸汽动力循环与正向卡诺循环 2）蒸汽动力循环工作原理及T-S图 3）朗肯循环 4）提高朗肯循环热效率的措施 5）应用举例
6.1 蒸汽动力循环
4）提高朗肯循环热效率的措施
要提高朗肯循环的热效率，首先必须找出影响热 效率的主要因素，从热效率的定义来看
对卡诺循环 对朗肯循环
ws TL c 1 QH TH
H ( )T P H ( )p T
H ( ) P CP T
6.2 膨胀过程
H ( )T T J ( ) H P P CP
回热循环提高热效率的原理
回热循环提高热效率的原理全文共四篇示例，供您参考第一篇示例：回热循环是一种重要的热力循环方式，它能够提高热能转化的效率，减少能源的浪费。
回热循环的原理可以应用于热电厂、核电站以及其他热能利用系统中。
下面将从原理、应用和优势等方面对回热循环进行详细介绍。
回热循环是基于热力学第一定律和第二定律的原理，其基本原理是通过回收余热来提高热能转化的效率。
在传统的热力循环中，燃烧或其他方式产生的热能只能被部分利用，而大部分热能会以废热的形式散失。
回热循环则通过在热力流体之间进行热交换来充分利用余热，提高热效率。
这种循环方式的核心在于将废热再次利用，从而实现能源的有效利用。
回热循环的应用范围非常广泛，其中最典型的应用是在燃气轮机联合循环和汽轮机回热等领域。
在燃气轮机联合循环中，燃气轮机首先使用燃气燃烧产生高温高压蒸汽，然后通过汽轮机提取功率。
随后，余热再次回收被用于产生更多的高温高压蒸汽，以提高能量利用率。
在汽轮机回热中，汽轮机在利用高压蒸汽产生功率后，再次利用余热对水进行回热，提高蒸汽参数，从而提高汽轮机的性能。
回热循环的优势主要体现在提高能源利用率以及减少环境污染方面。
通过回收废热，回热循环可显著提高热能的利用率，减少能源的浪费。
减少了对自然资源的消耗，有利于可持续发展。
通过减少燃烧产生的废热的排放，回热循环也降低了对环境的影响，减少了温室气体的排放，有利于环境保护。
回热循环是一种非常重要的热力学循环方式，它通过回收废热，提高了热能的利用效率，减少了能源的浪费，对于推动绿色低碳发展具有重要意义。
在未来的工业生产和能源利用中，回热循环将发挥日益重要的作用。
第二篇示例：回热循环是一种用于提高热能系统效率的重要工程技术，其原理基于在能量转化过程中充分利用废热，达到提高系统工作效率的目的。
回热循环一般应用于蒸汽动力系统、燃气轮机系统等领域，通过回收燃气排放热量，将其重新利用，实现能源的高效利用。
回热循环提高热效率的原理主要涉及燃烧过程、热力循环、热交换等多方面因素，下文将对回热循环的原理进行详细阐述。
朗肯循环
1 再 热 b a 2
5
4
6
b
3
2
4
3
s
蒸汽再热循环的热效率
T 1 a
再热循环本身不一 定提高循环热效率
与再热压力有关 x2降低,给提高初压 创造了条件，选取 再热压力合适，一 般采用一次再热可 使热效率提高 s 2％～3.5％。
5
4
6
b
3
2
蒸汽再热循环的实践
再热压力 pb=pa0.2~0.3p1
3
s
郎肯循环功和热的计算
汽轮机作功：
ws ,12 h1 h2
凝汽器中的定压放热量： h
q2 h2 h3
水泵绝热压缩耗功：
1
ws ,34 h4 h3
锅炉中的定压吸热量：
4
2
3
s
q1 h1 h4
郎肯循环热效率的计算
wnet ws ,12 ws ,34 t q1 q1
p1<10MPa，一般不采用再热 我国常见机组，10、12.5、20、30万机组， p1>13.5MPa，一次再热 超临界机组， t1>600℃，p1>25MPa，二 次再热
蒸汽再热循环的定量计算
吸热量：
T 1 a
q1 h1 h4 ha hb
放热量：
5
4
6
b
q2 h2 h3
2
3
热效率： t,RH
净功（忽略泵功）：
wnet h1 hb ha h2
s wnet (h1 hb ) (ha h2 ) q1 (h1 h4 ) (ha hb )
《发动机原理》课后习题答案
《发动机原理》课后习题答案第⼀章1简述发动机的实际⼯作循环过程。
发动机的实际循环是由进⽓、压缩、燃烧、膨胀和排⽓五个过程组成的，较理论循环复杂很多。
1) 进⽓过程。
为了使发动机连续运转，必须不断吸⼊新鲜⼯质，此时进⽓门开启，排⽓门关闭，活塞由上⽌点向下⽌点移动。
、2) 压缩过程。
此时进排⽓门均关闭，活塞由下⽌点向上⽌点移动，缸内⼯质受到压缩，温度、压⼒不断上升，增⼤作功过程的温差，获得最⼤限度的膨胀⽐，提⾼热功转化效率，为燃烧过程创造有利条件。
3) 燃烧过程。
此时进排⽓门均关闭，活塞处在上⽌点前后，作⽤是将燃料的化学能转变为热能，使⼯质的压⼒、温度升⾼。
4) 膨胀过程。
也称作功过程，此时进排⽓门均关闭，⾼温、⾼压的⼯质推动活塞，由上⽌点向下⽌点移动⽽膨胀作功，⽓体的压⼒和温度也随即迅速降低。
5) 排⽓过程。
当膨胀过程接近终了时，排⽓门打开，废⽓开始靠⾃⾝压⼒⾃由排⽓，膨胀过程结束后，活塞由下⽌点返回上⽌点，将⽓缸内的废⽓排除。
2画出四冲程发动机实际循环的⽰功图，它与理论⽰功图有什么不同？说明指⽰功的概念和意义。
图a、b分别为柴油机和汽油机实际循环和理论循环的⽰功图⽐较，理论循环中假设⼯质⽐热容是定值，⽽实际⽓体随温度等因素影响会变⼤，⽽且实际循环中还存在泄露损失。
换⽓损失燃烧损失等，这些损失的存在，会导致实际循环放热率低于理论循环。
指⽰功时指⽓缸内完成⼀个⼯作循环所得到的有⽤功Wi，指⽰功Wi反映了发动机⽓缸在⼀个⼯作循环中所获得的有⽤功的数量。
3 提⾼发动机实际⼯作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提⾼实际循环热效率的基本途径为：减⼩⼯质传热损失，燃烧损失，换⽓损失，不完全燃烧损失，⼯质流动损失，⼯质泄漏损失，提⾼⼯质的绝热指数。
可采取的基本措施是：1）减⼩燃烧室⾯积，缩短后燃⽓能减⼩传热损失。
2）采⽤最佳点⽕提前⾓和供油提前⾓能减少提前燃烧损失或后燃损失。
3）采⽤多⽓门，最佳配⽓相位和最优进排⽓系统能减少换⽓损失。
提高热机效率的研究和实践
提高热机效率的研究和实践作者：魏司琪姜成果王宝玉来源：《科技创新导报》2017年第13期摘要：众所周知，热机效率都很低，早期的蒸汽机的热效率只有1%～2%，当代的各种动力装置及热电厂的热效率也只有20%～60%，40%～80%的热量都去哪了？巨大的浪费迫使人们思考如何回收利用散失的热量，提高热机的效率。
通过对热机的热力学过程进行分析，找到了热机效率低的原因，给出了提高热机效率的方向和措施。
关键词：热能机械能热机效率中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（a）-0103-04热能是由一次能源转换来的最主要形式，而后再由热能转换成其他形式的能量而被利用，这个转换装置就是热机[1]。
据统计，经热能这一环节而被利用的能量在世界上占85%以上，我国占90%以上。
然而，热能的利用率却较低。
汽油机的热效率为20%～30%，柴油机的热效率为37%～42%，燃气轮机单机循环热效率为32%～40%，双机联合循环热力机组的热效率为52%～60%，程氏循环的热效率为53%左右，国产20万kW汽轮机热效率为44%左右。
热机的效率如此低，迫使人们思考40%～80%的热量都去哪了？巨大的浪费导致疯狂的开采，使我国有些方面的能量资源濒临枯竭[2-3]。
我国一次能源消费结构是：煤炭占75%，储采比约70年；石油占17%，我国石油仅可开采10年；天然气占2%，大约还可用50年；一次电力（水电、核电及新能源发电）占6%，水能实际上来自太阳，江河川流不息，水力不会枯竭，但是东北的冬天流动的水就很少了，由此唤醒人们要珍惜能量资源，提高热机的效率已刻不容缓[4]。
1 热机（以燃气轮机为例）的构成和工作流程燃气轮机是以空气和燃气为工质的热动力设备。
它由压气机、燃烧室和燃气轮机3个部分构成。
简化流程见图1。
空气首先进入压气机中，压缩到一定压力后送入燃烧室。
同时由电动机带动燃油泵将燃油经射油器喷入燃烧室中与压缩空气混合燃烧，产生的燃气温度通常可达到1 800～2 300 K，这时二次冷却空气（约占总空气量的）经通道壁面渗入与高温燃气混合，使混合气体温度降低到适当的温度进入燃气轮机，才能保证燃气轮机的叶片不受热伤害。
动力循环_热效率计算及提高热效率的方法和途径
•3
•2
•由于T-s图上各点质 量不同，面积不再 直接代表热和功
•s
•a • kg
•1kg
•(1- )kg
•5 •
•4
抽汽回热循环的抽汽量计算
•T
•1
•1kg •6 • kg
•a
•4 •5•(1- )kg
•3
•2
以混合式回热器为例 热一律
•1kg •5
•a • kg
•s
•(1- )kg
•4
忽略泵功
•1 •6•b
•放热量：
•4
•3
•净功（忽略泵功）：
•热效率：
•s
•
蒸汽再热循环实体照片
•
§10-3 蒸汽回热循环
(regenerative)
•抽汽 •冷凝 水
•抽汽式回
•去凝汽器 •表面式回热器
•抽汽
•给
•冷凝
水
水
•混合式回热器
•
蒸汽抽汽回热循环
•T
•1
•1kg •6 • kg
•a
•4 •5•(1- )kg
•
郎肯循环Ts和hs图
•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
•T
•h
•1
•1
•4
•4
•2
•3
•2
•3
•s
•s
•
郎肯循环功和热的计算
•汽轮机作功：
•凝汽器中的定压放热量： •h
•水泵绝热压缩耗功：
•4
•锅炉中的定压吸热量：
•3
•
•1 •2
蒸汽抽汽回热循环的特点
•优点 •>缺点 提高热效率 减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短 减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面 可兼作除氧器
一般增程器的热效率 -回复
一般增程器的热效率-回复一般增程器的热效率是指增程器所能够将燃料所含热能转化为机械能的能力。
提高增程器的热效率可以减少能量的浪费，使其更加高效地利用燃料。
以下是一步一步回答的文章，深入探讨一般增程器的热效率。
第一步：介绍增程器和热效率的背景首先，我们需要了解什么是增程器。
增程器是一种设备，通过提供额外的燃料和空气混合物，增加了内燃机的输出功率。
它可以在需要时提供额外的动力，例如汽车加速或爬坡时。
然而，增程器的能耗很高，效率不高，因此需要提高其热效率。
第二步：解释热效率的定义和计算方法热效率是指将燃料所含热能转化为有用功的能力。
热效率可以用以下的计算公式来表示：热效率= 有用功/ 燃料的热值其中，有用功是增程器所提供的输出功率，燃料的热值是燃料所能释放的热能。
通过计算得到的热效率的值越高，说明增程器越能有效地利用燃料的热能。
第三步：讨论提高热效率的方法现在，让我们来讨论如何提高增程器的热效率。
1. 提高燃烧效率提高燃烧效率可以减少燃料的浪费。
通过优化燃料喷射系统和点火系统，可以使燃料充分燃烧，并尽量减少燃料的残留。
此外，增程器的内部结构也可以通过改变气缸形状或增加进气和排气道的流量来优化燃烧效率。
2. 减少热能损失减少热能的损失可以提高热效率。
增程器的散热器可设计得更加高效，以便更好地散发燃烧过程中产生的热能。
此外，使用绝缘材料来减少热量传输也是一种可以考虑的方法。
3. 应用增程器技术使用更高级的增程器技术也可以提高热效率。
例如，采用可调节的涡轮增压器可以根据所需输出来调整增程器的工作状态，从而提高效率。
此外，还可以使用废气再循环系统来利用部分废气中的热能。
4. 节能措施除了改善增程器本身的设计和性能，还可以采取一些节能措施来提高热效率。
例如，减少不必要的加速和怠速，以减少增程器的使用时间和能耗。
第四步：讨论一些实际应用场景最后，我们可以讨论一些实际应用场景，这些应用场景中增程器的热效率得到了明显的提高。
朗肯循环(整理).ppt
抽汽 冷凝水
去凝汽器
a2
表面式回热器
αkg
抽汽
6
3
给水
5
4
(1-α)kg
冷凝水
抽汽式回热
混合式回热器
蒸汽抽汽回热循环
T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
3
2
1 1kg
a2
αkg
6
3
5
4
(1-α)kg
由于T-s图上各点质 量不同，面积不再 直接代表热和功
s 1kg 5
a kg (1- )kg
•尺v寸2' 大汽机出口
乏汽压力对朗肯循环热效率的影响
p1 , t1不变，p2
优点：
• T2
t
T
5 4 4' 3 3'
1 6
2 2'
s
缺点：
•受环境温度限制， 现在大型机组p2为 0.0035~0.005MPa， 相应的饱和温度约为 27~ 33℃ ，已接近事 实上可能达到的最低 限度。冬天热效率高
占0.8~1%，
忽略泵功
t
h1 h1
h2 h3
4 3
1 2
s
如何提高朗肯循环的热效率
T
5 4
3
t
h1 h1
h2 h3
1
影响热效率
的参数？
6
p1, t1, p2
2
s
蒸汽初压对朗肯循环热效率的影响
t1 , p2不变，p1
T
5' 5
4' 4
3
1' 1 6'
6
2' 2 s
优点：
热力学第六章
s3 s 0.4763kJ/(kg.K)
4点对应的是未饱和水，
p4 p1 5MPa h4 h3 137.72 kJ kg
s4 s3 0.4763kJ/(kg.K)
3.增加了过热器，蒸汽在过热器 中的吸热过程(6→1)也是定压 过程，提高了平均吸热温度， 从而提高了乏气的干度x，提高 了循环效率，也改善了汽轮机 的工作条件。
p 4 5 6 3
1
2 v
郎肯循环热效率的计算
1. 锅炉中的定压吸热过程(4→5→6→1)吸入的热量：
q1 h1 h4
2. 定熵膨胀过程(1→2)中工质(或汽轮机)做功：
制热
动力
T2 环境温度
T0
制冷
T2
s
热力循环其它分类
气体动力循环：空气为主的燃气 1. 按工质 如燃气轮机等，按理想气体处理 蒸汽动力循环：以水蒸气为主 如蒸汽轮机等，按实际气体处理 2. 按燃料燃 烧方式分 内燃式：燃料在内部燃烧，燃气即工质，
如内燃机、燃气轮机等。
外燃式：燃料在外部燃烧，燃烧放出的热
为克服蒸汽卡诺 循环的缺陷，工 程实际中学常用 朗肯循环
朗肯循环
朗肯循环(Rankine Cycle)
朗肯循环系统工作原理
蒸汽过 热器 锅 炉 汽轮机 四个主要装置： 锅炉 汽轮机 发电机 凝汽器 给水泵 凝汽器
给水泵
蒸汽电厂示意图
朗肯循环(Rankine Cycle)
二、蒸汽动力循环系统的简化(理想化)
h2 h x h h 137 kJ kg
例1：朗肯循环，蒸汽进入汽轮机初压 p1=5MPa,初温 t1=500℃， 乏汽压力 p2=5kPa，不计水泵功耗。要求：将朗肯循环表示在Ts图上，并求循环净功、加热量、循环热效率及汽耗率。
燃气轮机热效率计算公式
燃气轮机热效率计算公式燃气轮机作为一种先进的动力装置，在能源领域发挥着重要作用。
要了解燃气轮机的性能，热效率是一个关键指标。
那燃气轮机热效率的计算公式到底是啥呢？咱先来说说燃气轮机的工作原理。
燃气轮机就像一个大力士，大口吸气（吸入空气），然后把燃料加进去一起燃烧，产生高温高压的气体。
这些气体可不是吃素的，它们一股脑地冲出去，推动涡轮叶片飞快地旋转，就像一群疯狂的小怪兽在推动着摩天轮一样。
燃气轮机热效率的计算公式通常是：热效率 = （输出的有用功 / 输入的燃料燃烧释放的总能量）× 100% 。
为了让您更清楚这个公式，我给您讲个事儿。
有一次我去一个工厂参观，正好看到一台巨大的燃气轮机在工作。
那轰鸣声，震得我耳朵都嗡嗡响。
我就好奇地问旁边的工程师大哥，这大家伙到底效率咋样啊？工程师大哥笑了笑，说：“咱就拿这台机器来说，它输出的功率能带动整个生产线的设备运转，这输出的功率就是有用功。
而输入的燃料燃烧释放的总能量呢，就像是给它吃的饭。
咱们得算算它吃了多少饭，干了多少活。
”然后他拿出一堆数据，指着跟我解释：“你看，这燃料燃烧产生了多少热量，通过一系列的计算和测量，再对比机器实际输出的能量，就能得出热效率。
”在实际应用中，计算燃气轮机热效率可不是一件简单的事儿。
要考虑到很多因素，比如燃烧过程中的能量损失、气体流动的阻力、机械摩擦等等。
就好比一个人跑步，不光要用力往前跑，还得克服风的阻力、鞋子的摩擦力，真正能用来前进的力量才是有效的。
而且，不同类型的燃气轮机，热效率也有所不同。
简单循环的燃气轮机热效率相对较低，联合循环的燃气轮机热效率就能提高不少。
这就好像一个人单打独斗和团队合作的效果不一样。
总之，燃气轮机热效率的计算公式虽然看起来简单，但其背后涉及到的原理和实际计算可是相当复杂的。
要想准确地计算出燃气轮机的热效率，需要对其工作过程有深入的了解，还得有精确的测量和计算手段。
希望通过我这一番讲解，您对燃气轮机热效率的计算公式能有更清楚的认识！。
汽车发动机原理课后习题答案
第一章发动机的性能1.简述发动机的实际工作循环过程。
1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。
此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。
2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。
压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。
3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。
作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。
4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。
（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。
3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。
提高工质的绝热指数κ。
可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。
⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。
⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。
⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。
⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。
⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。
4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。
它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。
5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。
主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。
工程热力学WORD版第11篇蒸汽动力循环
第11章蒸汽动力循环一、教案设计教学目标: 使学生熟练掌握水蒸气朗肯循环、回热循环、再热循环和热电循环的组成、热效率计算及提高热效率的方式和途径。
知识点：朗肯循环、回热循环、再热循环和热电循环的组成、热效率计算及提高热效率的方式和途径重点：分析朗肯循环的分析方式，提高循环循环效率的方式和途径。
难点：回热循环、再热循环和热电循环；提装置循环效率的方式和途径。
教学方式：教学+多媒体演示+课堂讨论师生互动设计：提问+启发+讨论☺问：自己观察过身旁的热力系统的状态转变吗？☺问：你以前明白热力系统的状态转变往往伴随着系统与外界间能量的互换吗？☺问：你明白温度计什么原理吗？温度计测温的理论依据你试探过吗？☺问：用过压力计吗？氧气瓶上压力表读数是瓶中的真实压力吗？☺问：能举出几个具体的强气宇、广延量？热力进程、热力循环？☺问：爆炸进程能以为是准静态进程吗？☺问：你能说出进程量与状态量的区别吗？请具体举例。
☺问：你碰到的哪些现象属于不可逆现象？学时分派：4学时+2讨论二、大体知识热机：将热能转换为机械能的设备叫做热力原动机。
热机的工作循环称为动力循环。
动力循环：可分蒸汽动力循环和气动力循环两大类。
第一节 蒸汽动力大体循环一朗肯循环朗肯循环是最简单的蒸汽动力理想循环，热力发电厂的各类较复杂的蒸汽动力循环都是在朗肯循环的基础上予以改良而取得的。
一、装置与流程蒸汽动力装置：锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵等四部份主要设备。
工作原理：p-v 、T-s 和h-s 。
朗肯循环可理想化为：两个定压进程和两个定熵进程。
3’-4-5-1水在蒸汽锅炉中定压加热变成过热水蒸气， 1-2过热水蒸气在汽轮机内定煽膨胀，2-3湿蒸气在凝汽器内定压(也定温)冷却凝结放热， 3-3’凝结水在水泵中的定情紧缩。
二、朗肯循环的能量分析及热效率 取汽轮机为控制体，成立能量方程:3121h h h h --=η三、提高朗肯循环热效率的大体途径 依据：卡诺循环热效率 1．提高平均吸热温度直接方式式提高蒸汽压力和温度。
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动力循环：工质连续不断地将从高温热源取 得的热量的一部分转换成对外的净功
研究目的：合理安排循环，提高热效率
按工质
气体动力循环：内燃机 空气为主的燃气 按理想气体处理
蒸汽动力循环：外燃机 水蒸气等 实际气体
水蒸气：火力发电、核电
低沸点工质：氨、氟里昂 太阳能、余热、地热发电
动力循环：以获得功为目的
热机：将热能转换为机械能的 设备。
热机的工作循环称为动力循环。
• 动力循环：蒸汽动力循环
•
燃气动力循环
§10-1 朗肯循环
水蒸气动力循环系统
汽轮机
四个主要装置：
锅
锅炉
炉
发电机
汽轮机
凝汽器
凝汽器 给水泵
给水泵
水蒸气动力循环系统的简化
简化（理想化）：
1 汽轮机 12 汽轮机 s 膨胀
锅
23 凝汽器 p 放热
炉
发电机 34 给水泵 s 压缩
t
1
h2 h1
h2' h2'
物理意义： kg工质100%利用 1- kg工质效率未变
1
h1
ha0Βιβλιοθήκη 蒸汽抽汽回热循环的特点•优点 >缺点 提高热效率 减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短 减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面 可兼作除氧器
动力循环、热效率 计算及提高热效率
的方法和途径
本章基本要求
• 熟练掌握水蒸气朗肯循环、回
热循环、再热循环以及热电循 环的组成、热效率计算及提高 热效率的方法和途径。
本章重点
1。熟悉朗肯循环图示与计算
2、朗肯循环与卡诺循环
3、蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响 4、再热、回热原理及计算
动力循环研究目的和分类
• 我国常见机组，10、12.5、20、30万机组， p1>13.5MPa，一次再热 • 超临界机组， t1>600℃，p1>25MPa，二 次再热
蒸汽再热循环的定量计算
吸热量：
T
1a
q1 h1 h4 ha hb
5
6b
放热量：
4
q2 h2 h3
净功（忽略泵功）：
3
2
wnet h1 hb ha h2
郎肯循环功和热的计算
汽轮机作功：
ws,12 h1 h2
凝汽器中的定压放热量： h
q2 h2 h3
1
水泵绝热压缩耗功：
ws,34 h4 h3
4
锅炉中的定压吸热量：
3
q1 h1 h4
2 s
郎肯循环热效率的计算
t
wnet q1
ws,12 ws,34 q1
h 一般很小，
占0.8~1%，
热效率： t,RH
wnet q1
(h1s hb ) (ha h2 ) (h1 h4 ) (ha hb )
蒸汽再热循环实体照片
§10-3 蒸汽回热循环
(regenerative)
1 1kg
抽汽 冷凝水
去凝汽器
a2
表面式回热器
αkg
抽汽
6
3
给水
5
4
(1-α)kg
冷凝水
抽汽式回热
混合式回热器
4
2
41 锅炉 p 吸热
凝汽器
3 给水泵
郎肯循环
郎肯循环pv图
p 4
3
12 汽轮机 s 膨胀
23 凝汽器 p 放热
1
34 给水泵 s 压缩
41 锅炉 p 吸热 2
v
郎肯循环Ts和hs图
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
T
h
1
1
4
4
2
3
2
3
s
s
忽略泵功
t
h1 h1
h2 h3
4 3
1 2
s
朗肯循环与卡诺循环比较
T 4'
9 5
4 3 8 12
1 10
6
11 7 2
对比同温限1234’ • q2相同； • q1卡诺> q1朗肯
• 卡诺> 朗肯； •等温
吸热4’1难实现
对比5678
• 卡诺< 朗肯；
• wnet卡诺< wnet 朗肯
对比9-10-11-12
蒸汽抽汽回热循环
T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
3
2
1 1kg
a2
αkg
6
3
5
4
(1-α)kg
由于T-s图上各点质 量不同，面积不再 直接代表热和功
s 1kg 5
a kg (1- )kg
4
抽汽回热循环的抽汽量计算
T
1 以混合式回热器为例
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
3
尺寸小
缺点： • 对强度要求高
4'
4 3
• x2' 不利于汽
2' 2
轮机安全。一般 要求出口干度大
s 于0.85~ 0.88
蒸汽初温对朗肯循环热效率的影响
p1 , p2不变，t1
T
5 4
3
1'
1 6
2 2'
s
优点：
• T1 t
• x2' ，有利于汽机
安全。
缺点： • 对耐热及强度要 求高，目前最高 初温一般在550℃ 左右
3
2
净功：
wRG h1 ha
热效率：
s
1 ha h2
t,RG
h1
ha
1
h1 ha'
ha
h2
为什么抽汽回热热效率提高？
T
1
教材P.256推导
6
1kg kg
t,RGa 1
4 5 (1- )kg
h1 h2'
h2 h2'
1
h1
ha
3
2
t,RG t
简单朗肯循环：
s
• 11点x太小,不利于 汽机强度； • 12-9两 相区难压缩；
s • wnet卡诺小
如何提高朗肯循环的热效率
T
5 4
3
t
h1 h1
h2 h3
1
影响热效率
的参数？
6
p1, t1, p2
2
s
蒸汽初压对朗肯循环热效率的影响
t1 , p2不变，p1
T
5'
5
1' 1 6'
6
优点：
• T1 t
• v2' ，汽轮机出口
•尺v寸2'大汽机出口
乏汽压力对朗肯循环热效率的影响
p1 , t1不变，p2
优点：
• T2 t
T
5 4
4' 3 3'
1 6
2
2'
s
缺点：
•受环境温度限制， 现在大型机组p2为 0.0035~0.005MPa， 相应的饱和温度约为 27~ 33℃ ，已接近事 实上可能达到的最低 限度。冬天热效率高
§10-2 蒸汽再热循环(reheat)
2
热一律
ha 1 h4 1 h5
h5 h4
ha h4
a kg
s
1kg
(1- )kg
5
4
忽略泵功
ha' h2'
ha h2'
抽汽回热循环热效率的计算
T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
吸热量：
q1,RG h1 h5 h1 ha'
放热量：
q2,RG 1 h2 h2'
T
5 4 3
1a 6b
2 s
1
再 热
4
b 2
a
3
蒸汽再热循环的热效率
T
5 4 3
1a 6b
2
• 再热循环本身不一 定提高循环热效率
• 与再热压力有关
• x2降低,给提高初 压创造了条件，选 取再热压力合适， 一般采用一次再热 可使热效率提高2 s ％～3.5％。
蒸汽再热循环的实践
• 再热压力 pb=pa0.2~0.3p1 • p1<10MPa，一般不采用再热