第十一章蒸汽动力循环(作业)

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11章蒸汽动力装置循环

45 6 1
5 4
3
2
3
v 1—2：汽轮机中绝热膨胀 2—3：冷凝器中定压冷凝 3—4：给水泵中绝热压缩 4—5—6：锅炉中定压加热 6—1：过热器中定压加热
1 6
2
s
p
45 6 1
T
5
1 6
4
3
2
3
2
v
a
二、朗肯循环的热效率、汽耗率
b
s
1. 热效率每千克新蒸汽在锅炉和过热器中吸收的热量为
q1 h1 h4 =面积4561ba4
kJx/(2kgs·sK2"2 ) ss12''

6.44340.4762 0.75 8.39520.4762
h2 x2h2" (1 x2 )h2' 1980 kJ / kg
1 p1 t1 p2 X=1
2
s
w h1 h 2 3424 1980 1444 kJ / kg
T
h3=h2’
蒸汽动力装置的热效率为
t

h1 h1
h2 h2
5
4 3
1 6
2
s
例11-1 某远洋船的汽轮机按朗肯循环用过热蒸汽工作，蒸汽的
初始参数为： p1=5Mpa，t1=440℃，冷凝器中的蒸汽压力 p2=0.005Mpa，试求循环热效率。
解根据p1=5Mpa，t=440℃，由水蒸气h-s图（附图1）中找到
第十一章蒸汽动力循环
• 第一节 • 第二节 • • 第三节
水蒸汽作为工质的卡诺循环基本蒸汽动力装置理想循环 — 朗肯循环其他蒸汽动力循环简介
基本要求：
1. 熟练掌握朗肯循环的工作过程和原理 2. 熟练掌握影响朗肯循环热效率的因素、有关

工程热力学课件第十一章蒸汽动力循环装置

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

水蒸气及蒸汽动力循环

该循环称为朗肯循环(简单蒸汽动力装置循环)。
2019年7月27日
第十一章水蒸气及蒸汽动力循环
16
朗肯循环热效率分析 0-1过程，工质吸热： q1＝h1－h0 2-3过程，工质放热： q2 h2 h3 绝热膨胀过程1-2，工质在汽轮机中所作的轴功为
(ws,T)1-2＝h1－h2 绝热加压过程3-0，给水泵消耗的轴功为
则有
L L L
2019年7月27日
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。
12
h-s图 ——水蒸气工程计算中，应用最广泛的线图
特征点与特征线：C——临界点，x＝0线，x＝1线。定压线——在h-s图上呈发散分布。由Tds＝dh-vdp可知，定压线在hs图上的斜率为
h T s p
在饱和区内，p一定时T亦为定值，所以区内的定压线为一簇斜率不同的直线。在过热区，随温度的增高，定压线趋于陡峭。
＝0 kJ/kg+0.611 2 kPa×0.001 000 22 m3/kg
＝0.000 611 kJ/kg≈0 kJ/kg
2019年7月27日
第十一章水蒸气及蒸汽动力循环
11
常用水蒸气热力性质表
未饱和水及过热蒸汽表：按温度、压力分别作为行、列，列出比体积、焓和熵的数值。利用该表可按给定的任意两个状态参数，确定该状态下的其他三个参数。
vx (1 x)v xv v x(v v)

工程热力学高教第三版课后习题第十一章答案

o
（2） p1 = 3MPa ， t1 = 500 C ， p2 = 6kPa ，由 h-s 图查得：
h1 = 3453kJ/kg 、 h2 = 2226kJ/kg 、 x2 = 0.859 t2 = 36 o C
取 h2′ ≈ cwt2' = 4.187kJ/(kg ⋅ K) × 36 C = 150.7kJ/kg
o
若不计水泵功，则
ηt =
h1 − h2 3453kJ/kg − 2226kJ/kg = = 37.16% h1 − h2′ 3453kJ/kg − 150.7kJ/kg
142
第十一章蒸汽动力装置循环
d=
1 1 = = 8.15 × 10−7 kg/J 3 h1 − h2 (3453 − 2226) × 10 J/kg
热效率
ηt =
h1 − h2 − wp h1 − h2 − wp
=
(2996 − 2005 − 3)kJ/kg = 34.76% (2996 − 150.7 − 3)kJ/kg
若略去水泵功，则
ηt =
d=
h1 − h2 2996kJ/kg − 2005kJ/kg = = 34.83% h1 − h2′ 2996kJ/kg − 150.7kJ/kg 1 1 = = 1.009 × 10−6 kg/J 3 h1 − h2 (2996 − 2005) ×10 J/kg
143
第十一章蒸汽动力装置循环
解：（1）由 p1 = 12.0MPa 、 t1 = 450 o C 及再热压力 pb = 2.4MPa ，由 h-s 图查得
h1 = 3212kJ/kg、s1 = 6.302kJ/(kg ⋅ K)、hb = 2819kJ/kg 、 ha = 3243kJ/kg 、 h2 = 2116kJ/kg 、 x 2 = 0.820 p2 = 0.004MPa 、 s1 = sc = sb = 6.302kJ/(kg ⋅ K) ， sc ' = 0.4221kJ/(kg ⋅ K) 、 sc " = 8.4725kJ/(kg ⋅ K)

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。

11蒸汽动力循环

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。表示每产生1千瓦小时的功(等于3600kJ 3600kJ）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。 kg的蒸汽要消耗多少kg的蒸汽。１kg蒸汽在一个循环中所作的功为 kg蒸汽在一个循环中所作的功为
ws
四、泵和压缩机
2 流出
ws = h1 − h2
三、蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响
h1 − h2 ′ ηt = 注意：h2 = h3 ′ h1 − h2 其中：h1 = f ( p1 , t1 ) h2 = f ( p2 ) ′ h2 = f ( p2 ) 所以：ηt = f ( p1 , t1 , p2 )
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
基本蒸汽动力装置理想循环— 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 ）蒸汽是历史上最早广泛使用的工质，世纪后期蒸汽动力装置的大量使用，促使生产力飞世纪后期蒸汽动力装置的大量使用，速发展，促使资本主义诞生。速发展，促使资本主义诞生。电力，（2）目前世界）目前世界75%电力，国内电力国内78%电力来自火电力来自火电厂，绝大部分来自蒸汽动力。电厂，绝大部分来自蒸汽动力。蒸汽动力装置可利用各种燃料。（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。）蒸汽是无污染、价廉、易得的工质。
第二节
基本蒸汽动力装置的理想循环——朗肯循环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

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

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

蒸汽动力循环及制冷循环

特点： ① 冷凝器中冷却工质旳介质为热顾客旳介质（不一定是冷
却水）冷凝温度由供热温度决定，QL得以利用； ② 排气压力受供热温度影响，较郎肯循环排气压力高,不小
于大气压力；
③ 热电循环效率 =循环热效率+提供热顾客旳热量/输入旳总热量。
QL
QH
（2）抽气式汽轮机联合供电供热循环
J
P P 0 cp
这阐明了理想气体在节流过程中温度不发生变化
② 真实气体
有三种可能旳情况，由定义式知
J
T P H
当μJ>0时，表达节流后压力下降，温度也下降
V T V 0
致冷
T P
当μJ=0时，表达节流后压力下降，温度不变化
V T V 0 不产生温度效应 T P
这就阐明了在相同条件下等熵膨胀系数不小于节流膨胀系数,所以由等熵膨胀可取得比节流膨胀更加好旳致冷效果.
(3) 积分等熵温度效应
等熵膨胀时，压力变化为有限值所引起旳温度变化，
称之。
p2
Ts T2 T1 s dp
p1
计算积分等熵温度效应旳措施有4种：
① 利用积分等熵温度效应
Ts
p2
s dp
（1）工质进汽轮机状态不同
卡诺循环：湿蒸汽郎肯循环：干蒸汽
（2）膨胀过程不同
卡诺循环：等熵过程郎肯循环：不可逆绝热过程
（3）工质出冷凝器状态不同卡诺循环：气液共存
（4）压缩过程不同（5）工作介质吸热过程不同
郎肯循环：饱和水
卡诺循环：等熵过程郎肯循环：不可逆绝热过程，若忽视掉工作介质水旳摩擦与散热，可简化为可逆过程。
6.2 节流膨胀与作外功旳绝热膨胀
一. 节流膨胀过程

工程热力学第11章答案

第11章蒸汽动力装置循环11-1朗肯循环中，汽轮机入口参数为：p1=12MPa、t1=540℃。

试计算乏汽压力分别0.005MPa、0.01MPa和0.1MPa时的循环热效率，通过比较计算结果，说明什么问题？解：查水和水蒸汽焓－熵图，汽轮机入口焓为：h1=3455kJ/kg乏汽压力p c为0.005MPa时：乏汽焓h2=2015kJ/kg，温度t s =34℃给水泵入口焓h2´=4.1868t s =4.1868×34=142.351kJ/kg11-3 某再热循环，其新汽参数为p1=12MPa、t1=540℃，再热压力为5MPa，再热后的温度为540℃，乏汽压力为p2=6kPa，设汽机功率为125MW，循环水在凝汽器中的温升为10℃。

不计水泵耗功。

求循环热效率、蒸汽流量和流经凝汽器的循环冷却水流量。

解：据 36001000mnet q w P =，蒸汽流量h t w P q net m /61.27710001621101253600100036003=×××==根据凝汽器中的热平衡：冷却水吸收的热量＝乏汽放出的热量 )(32h h q t c q m w p w −=∆循环水流量 ()()h t t c h h q q w p m w /81.13440101868.4912.154218261.27732=×−×=∆−=11-4 水蒸气绝热稳定流经一汽轮机，入口p 1=10MPa 、t 1=510℃，出口p 2=10kPa ，x 2=0.9，如果质量流量为100kg/s ，求：汽轮机的相对内效率及输出功率。

解：查h-s 图：热效率 %36.44583.3663583.20381112=−=−=q q t η 机组功率()()MW 69.2253600583.2038583.36631000500q q P 21m m =−××=−==q q w net11-6 汽轮机理想动力装置，功率为125MW ，其新汽参数为p 1=10MPa 、t 1=500℃，采用一次抽汽回热，抽汽压力为2MPa ，乏汽压力为p 2=10kPa ，不计水泵耗功。

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）

11 蒸汽动力循环 (1)

第十一章蒸汽动力一、是非题1．在目前的技术条件下，水蒸气卡诺循环是难以实现的。

（）2．在目前的技术条件下，即使实现了水蒸气卡诺循环，其热效率也是不高的。

（）3．热效率随着蒸汽初压的提高而增加，因此，设计时总是选择装置所能承受的最大压力。

（）4．热效率随着蒸汽初温的提高而增加，因此，设计时总是选择金属材料所能承受的最大温度。

（）5．汽轮机的背压总是高于冷却水温度所对应的饱和压力。

（）6．从热电循环的经济性角度考虑，应尽可能提高热电循环的能量利用系数。

（）7．蒸汽动力循环在采用高的初参数和再热、回热等措施以后，热效率距相同温度范围的卡诺循环热效率尚有相当大的距离。

主要是因为平均吸热温度比金属容许温度还低得较多。

（）二、思考题1．蒸汽中间再过热的主要作用是什么？是否任何条件下再过热都有好处？为什么？2．蒸汽动力循环的热效率不高，其冷源损失很大，若取消冷凝器而代以压缩机将湿蒸汽压回锅炉其结果将如何？3．回热是什么意思？为什么回热能提高循环的热效率？4．假如保持给水温度不变，回热抽汽的压力是高些好是低些好（只讨论一级回热）？5．总结一下，蒸汽动力循环是根据哪些原则并利用了哪些方法提高热效率的。

6．循环的热效率t与整个装置的效率是一回事吗？它们有什么区别和联系。

7．在织造厂、造纸厂以及制药厂等较集中的地区兴建发电厂时，选用哪种蒸汽循环比较合适？三、习题11-1 某朗肯循环的蒸汽参数为：t1=500°C，p2=0.004MPa试计算p1分别为3,6,12MPa时的：（1）水泵所消耗的功量及进出口水温差；（2）汽轮机作功量及循环功比；（3）汽轮机出口汽干度；（4）循环热效率；（5）分析以上结果可以说明什么问题。

11-2 朗肯循环中，蒸汽参数为：p1=3.5MPa,t1=435°C。

试计算背压p2分别为0.004MPa, 0.01MPa, 0.1MPa时的循环热效率。

11-3 某热电厂中，装有按朗肯循环工作的功率为1.2万千瓦的背压式汽轮机，蒸汽参数为p1=3.5MPa、t1=435°C，p2=0.6MPa。

华北电力大学课件,工程热力学第11章、蒸汽动力装置循环

T
热物
压力不太高时，饱和水的焓可近似计算：
600
理
500
教研室
h2 4.1868ts t为摄氏温度!
400
T-s图
饱和水线干饱和蒸汽线循环
1
300
本例中：h2 4.1868 32.92 137.83 kJ/kg 200
(3)计算忽略泵功的理想循环热效率
t

wT q1

h1 h2 h1 h2
3432.11990.3 43.77% 3432.1 137.7
3
100
2
0
0
2
2 2a
4
6
8
10
s(kJ/kg.K)
2019年11月22日4时6分
()
(4)水泵功的计算
T-s图
T
饱和水线干饱和蒸汽线
循环 600
1
500
华
400
北
电
300
力
大
200
学
3
100
北京
2
0
2 2a
动
()
第11章、蒸汽动力装置循环
热能动力装置：将热能转换为机械能的设备，也称为热力发动机，简
华称热机。
北
电
力大
动力装置循环（简称动力循环或热机循环）：
学
北京
蒸汽动力装置循环：以蒸汽为工质的热机的工作循环
动力
（如蒸汽机、蒸汽轮机等）。
系
工
程热
气体动力装置循环：以气体为工质的热机的工作循环
物理
学
北
京
T
动力
求解：

十蒸汽动力循环

每公斤废汽在冷凝器中向冷却水放出旳热量为
q2 h2 h3 =面积23ab2
p
T
1
45 d
61
5
6
c3
4
2
3
2
v
a
b
s
循环净热量为 q q1 q2 (h1 h4 ) (h2 h3 )
每公斤蒸汽在汽轮机中作功为 ws1 h1 h2 =面积12cd1 每公斤蒸汽在水泵中耗功为 ws2 h4 h3 =面积34dc3
第一节水蒸汽作为工质旳卡诺循环
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旳理想循环——朗肯循环一、朗肯循环及其工作过程
1. 工作过程
2. 朗肯循环旳p-v图和T-s图
p
T
45 6 1
kJ/x(2kg·ssK2"2)ss12''
6.44340.4762 8.39520.4762
0.75
h2 x2h2" (1 x2 )h2' 1980kJ / kg
1 p1 t1 p2 X=1
2
s
w h1 h 2 3424 1980 1444kJ / kg
t
h1 h2 h1 h2
3424 1980 3424 137.77
0.3955
s
d 3600
3600
2.77kg /(kW h)
oi (h1 h2 ) 0.90 (3424 1980)
本章小结：
1。朗肯循环旳基本原理和基本计算工作原理、热效率及有关计算、汽耗率、 p-v图和T-s图

工程热力学课后答案--华自强张忠进高青(第四版)第11章

11第十一章水蒸气及蒸汽动力循环11-1 试根据水蒸气的h -s 图，求出下述已知条件下的各状态的其它状态参数p 、v 、t 、h 、s 及x (或过热蒸汽的过热度D ＝t －t s )。

已知：(1) p ＝0.5 MPa 、t ＝500 ℃；(2) p ＝0.3 MPa 、h ＝2 550 kJ/kg ；(3) t ＝180 ℃、s ＝6.0 kJ/(kg ·K)；(4) p ＝0.01 MPa 、x ＝0.90；(5) t ＝400 ℃、D ＝150 ℃。

解查h -s 图得（１）h =3500 kJ/kg ，s =8.08 kJ/(kg ·k)，0.72 m =v 3/kg, =D 448℃；（２）s =6.54 kJ/(kg ·k)，x =0.921，t =134 ℃，57.0=v m 3/kg ；（３）h =2520 kJ/kg, x =0.865，=v 0.168 m 3/kg ；（４）h =253 4 kJ/kg ，s =7.4 kJ/(kg ·k)，t =46℃；（５）h =320 0 kJ/kg ，s =6.68 kJ/(kg ·k)，x =1，p =4Mpa 。

-2 根据水蒸气表，说明下述已知条件下的各状态的其它状态参数t 、v 、h 及s 。

已知： (1) p ＝0.3 MPa 、t ＝300 ℃；(2) p ＝0.5 MPa 、t ＝155 ℃； (3) p ＝0.3 MPa 、x ＝0.92。

解查水蒸汽表得（1）kg m 16081.03=v ,kg kJ 2.4299=h ,K kg kJ 8540.6⋅=s ；（2）kg m 525093001.03=v ,kg kJ 525.656=h ,K kg kJ 5886.1⋅=s ;（3）t s =133.54 ℃，v ′ =0.001 073 5 m 3/kg ，，/kg m 86605.03=′′′vkJ/kg 5.2725,kJ/kg 4.561=′′=′h hK)kJ/(kg 993.6K),kJ/(kg 6717.1s ⋅=′′⋅=′s 。

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)

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。

第十一章蒸汽动力循环装置(与“循环”有关文档共18张)

(11-7)
图11-12是混合式回热器的示意图，其热平衡方程为
(1-α1)(h01`-h4)= α1 (h01-h01 =(h01`-h2`)/(h01-h2`) (11-10)
循环净功为
wnet=(h1-h01)+(1-α1)(h01-h2)
=(1-α1)(hl-h2)+ α1 (h1-h0)
若考虑有效d功i ，D Pi则h 有1效1h2功act 耗汽Th 率1 1h2d (T 101-8b(1)1-8a)
华北电力大学
若再考虑轴承等处的机械损失，则汽轮机输出的
有效功，即轴功为
ws=ηmwt,act → ws=ηmηTwt
或用轴功率表示：
(11-7)
Ps=ηmηTP0=ηmηTD(h1-h2)
(11-7a)
耗汽率用d表示，则理想耗汽率d0为
d0 =D/P0 =1/(h1-h2)
(11-8)
若以实际内部功率pi为基准，则内部功耗汽率为
h3)]/(h1-h4) 忽略泵功可简化为：
h h 1 2
t
h h 第5页，共18页。 1
2`
-wp/q1=
[(h1-h2)-(h4-
能源与动力工程学院（保定）
华北电力大学
三、蒸汽参数对热效率的影响
1．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。
2．初压p1对热效率的影响
从热源吸入的热量为
q1=h1-h01`
循环热效率
由式(11-10)可以得出
(11-11) h0`=h2`+α1 (h0-h2`)
代入式(11—11)，整理后可得
四、有摩阻的实际循环