工程热力学主要循环图示
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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
工程热力学第十章 动力循环ppt课件
1
T2 T1
p2 p1
,
1
T3 T4
p3 p4
p3 p2, p1 p4
T4 T3 , T1 T2
p2 p1
t
1
1
( 1)
由上式可见，燃气轮安装循环的热效率仅与增
压比 有关。 越大，热效率越高。普通 燃气轮机安装增压比为3~10。
t
w0 q1
(h1 h6)(1a1)(h6
h8)(1a1 a2)(h8 h1 h7
h2)
二、再热循环
再热循环热效率计算
q1 (h1 h3) (h1 h6 )
q2 h2 h3
t
q1 q2 q1
(h1
h3) (h1 h6 ) (h2 (h1 h3) (h1 h6 )
h3)
(h1 h6 ) (h1 h2 ) (h1 h3) (h1 h6 )
第三节 热电循环
一、背压式热电循环 排汽压力高于大气压力的汽轮机称为背压式汽轮机
二、调理抽气式热电循环
第四章 内燃机循环
气体动力循环按热机的任务原理分类，可分为内燃 机循环和燃气轮机循环两类。内燃机的熄灭过程在热机 的汽缸中进展，燃气轮机的熄灭过程在热机外的熄灭室 中进展。
二、定压加热循环
工质吸热、放热和循环热效率：
q1 cp(T3 T2), q2 cv(T4 T1)
t
1q2 q1
1cp(T4 T1) cv(T3 T2)
11 T1(T4T11)
T2(T3T2 1)
1
T1 T2
v2 v1
1
1
,
T4 T1
v3 v2
t,p
1
1 ( 1) 1
第十章 动力循环
工程热力学(清华大学)-——斯特林循环.
热效率
T
3
t'
w净 ' q1'
oi
k 1
k
1
c
k 1 k
1
1
1
c
4’
2’
2
4
1
s
影响燃气机实际循环热效率的因素
t'
w净 ' q1'
oi
k 1
k
1
c
k 1 k
1
1
1
c
·c oi
t'
· 一定， · 一定，有最佳
t'
opt t'
· opt t' 右移
opt t'
和 w'
T3
T1
最佳增压比 op（t w净）的求解
1k
k 1 T
w净 cpT1 k k 1
T3
令 w净 0
k
opt (w净 ) 2(k 1)
T1
s
最大循环净功
2
wopt cpT1 1
燃气轮机的实际循环
压气机：不可逆绝热压缩 燃气轮机：不可逆绝热膨胀
定义：
T
3
4’
2’
2
4
压气机绝热效率
t简
2R 2A
2 1
3 4
4R
s
压气机间冷intercooling的图示
Intercooler
间冷器 5
2
3
燃烧室 6 2’
燃气轮机
4
1
压气机
压气机间冷在Ts图上的表示
t间
w净 q1
？T
3
12341和62’256联合工作
工程热力学第11讲-第6章热力循环
2
2'
s
乏汽压力对朗肯循环热效率的影响
t1 , p1不变，p2 ↓
T
1
优点： •T2 ↓ ηt ↑ 4
5
6
缺点： 3 •p2↓ 受环境限制 •现在大型机组p2为3.5~5kPa， 相应的饱和 温度约为27~ 33℃ ，已接近可能达到的最低 限度。 •冬天热效率高
4'
2
3'
2'
s
提高循环热效率的途径
' 2
' h2 h2
t,RG t
物理意义： kg工质100%利用,1- kg工质效率未变。
蒸汽抽汽回热循环的特点
优点： 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 缺点： 循环比功减小，汽耗率增加 增加设备复杂性 回热器投资 小型火力发电厂回热级数一般为1～3级，中大型火力发电厂 一般为 4～8级。
蒸汽回热循环热效率计算
T 吸热量： 1
1kg
6 kg a
q1,RG h1 h5 h1 ha'
放热量：
4
3
5
(1- )kg 2
q2,RG 1 h2 h2'
净功： s
wRG h1 ha 1 ha h2
热效率：
整体煤气化联合循环发电（IGCC）
IGCC技术把高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤 气化技术结合起来，既有高发电效率，又有极好环保性能， 是一种有发展前景的洁净煤发电技术。
整体煤气化联合循环发电（IGCC）
整体煤气化联合循环发电（IGCC）
工程热力学12
wnet h2 h1
qc
wnet
h1 h4 h2 h1
23
T1 T4 T2 T1
三.状态参数确定
qc h1 h4
wnet h2 h1
24
25
26
例：某压缩蒸汽制冷装置用氨作制冷剂，制冷率为 105kJ/h若已知冷凝温度为27°c，蒸发温度为-5 °c，试求： 制冷剂的质量流量；压缩机功率及增压比；冷凝器放热 量及循环制冷系数。
建筑物采暖，一年节煤100万吨。 使用限制： 1.ε'与TR-T0反比，所以北方ε'比较低。 2.制冷，供暖联合运行工质性质要求苛刻。 3.环境热源土壤，水，空气分别存在λ小、 凝固、腐蚀等。
36
冻 水的凝结到（0熔°化C的）冰热所r需=3冷34量k。J/kg
1冷吨=3.86 kJ/s 1美国冷吨=3.517 kJ/s
制冷循环种类
√ 空气压缩制冷
压缩制冷
√ 蒸汽压缩制冷 √ 吸收式制冷
制冷循环
吸附式制冷 蒸汽喷射制冷 半导体制冷 热声制冷
7
§12-2 压缩气体制冷循环
-- Gas-compression refrigeration cycle
常用工质：氨（制冷剂）＋水（吸收剂） 水（制冷剂）＋溴化锂 （吸收剂）
工作过程（氨＋水）：吸收器中，氨水溶液吸收来自蒸发器的 氨蒸气。由于氨溶解时产生溶解热，为了保持溶液的吸收能力，要 用冷却水冷却吸收器。泵浓溶液加压后送入蒸气发生器。蒸气发生 器加热浓溶液，使其中所溶解的氨蒸发产生氨气。
蒸气发生器中氨气蒸发后低浓度的氨水溶液，经节流降 压后流回吸收器重新利用。
降，为兼顾 Qc及ε，采用大流量叶轮压缩 机 并回热。
15
回热后： 因为 面积12nm1=面积45gk4
qc
wnet
h1 h4 h2 h1
23
T1 T4 T2 T1
三.状态参数确定
qc h1 h4
wnet h2 h1
24
25
26
例：某压缩蒸汽制冷装置用氨作制冷剂，制冷率为 105kJ/h若已知冷凝温度为27°c，蒸发温度为-5 °c，试求： 制冷剂的质量流量；压缩机功率及增压比；冷凝器放热 量及循环制冷系数。
建筑物采暖，一年节煤100万吨。 使用限制： 1.ε'与TR-T0反比，所以北方ε'比较低。 2.制冷，供暖联合运行工质性质要求苛刻。 3.环境热源土壤，水，空气分别存在λ小、 凝固、腐蚀等。
36
冻 水的凝结到（0熔°化C的）冰热所r需=3冷34量k。J/kg
1冷吨=3.86 kJ/s 1美国冷吨=3.517 kJ/s
制冷循环种类
√ 空气压缩制冷
压缩制冷
√ 蒸汽压缩制冷 √ 吸收式制冷
制冷循环
吸附式制冷 蒸汽喷射制冷 半导体制冷 热声制冷
7
§12-2 压缩气体制冷循环
-- Gas-compression refrigeration cycle
常用工质：氨（制冷剂）＋水（吸收剂） 水（制冷剂）＋溴化锂 （吸收剂）
工作过程（氨＋水）：吸收器中，氨水溶液吸收来自蒸发器的 氨蒸气。由于氨溶解时产生溶解热，为了保持溶液的吸收能力，要 用冷却水冷却吸收器。泵浓溶液加压后送入蒸气发生器。蒸气发生 器加热浓溶液，使其中所溶解的氨蒸发产生氨气。
蒸气发生器中氨气蒸发后低浓度的氨水溶液，经节流降 压后流回吸收器重新利用。
降，为兼顾 Qc及ε，采用大流量叶轮压缩 机 并回热。
15
回热后： 因为 面积12nm1=面积45gk4
工程热力学主要循环图示
1. 卡诺循环
1 → 2 等温吸热 2 → 3
绝热压缩
3 → 4
绝热膨胀
4 →1
等温放热
是两个热源的可逆循环 个热源的可逆循环 可逆
5
理想混合加热循环(萨巴德循环 理想混合加热循环 萨巴德循环) 萨巴德循环
1 2 等熵压缩；2 3 等容吸热； 等熵压缩； 等容吸热； 3 4 定压吸热；4 5 等熵膨胀； 定压吸热； 等熵膨胀； 5 1 定容放热 特性参数： 特性参数 压缩比(compression ratio) 压缩比 定容增压比(pressure ratio) 定容增压比
工程热力学
克劳修斯不等式的推导
1、正循环（卡诺循环） 、正循环（卡诺循环）
Q Q1 Q2 ∫ T = T1 T2 = 0
热力系统分类
以系统与外界之间能量和物质交换情况划分： 有 无
是否传质 是否传热 是否传功 是否传热、功、质 开口系 非绝热系 非绝功系 非孤立系 闭口系 绝热系 绝功系 孤立系
v1 ε= v2
p3 λ= p2
定压预胀比 (cutoff ratio)
v4 ρ= v3
定压加热循环（狄塞尔 循环) 定压加热循环（狄塞尔Diesel循环 循环
定容加热循环（奥托 循环) 定容加热循环（奥托OTTO循环 循环
柴油机与汽油机动力循环图示
柴油机，压燃式
汽油机，点燃式
定压加热理想循环－ 定压加热理循环－布雷顿循环
强度参数与广延参数
强度参数：与物质的量无关的参数 如压力p、温度T 广延参数：与物质的量有关的参数可加性 如质量m、容积V、内能U、焓H、熵S 比参数： V U S H u= h= v= s= m m m m 比容 比内能 比焓 比熵 具有强度参数的性质，不可加性
1 → 2 等温吸热 2 → 3
绝热压缩
3 → 4
绝热膨胀
4 →1
等温放热
是两个热源的可逆循环 个热源的可逆循环 可逆
5
理想混合加热循环(萨巴德循环 理想混合加热循环 萨巴德循环) 萨巴德循环
1 2 等熵压缩；2 3 等容吸热； 等熵压缩； 等容吸热； 3 4 定压吸热；4 5 等熵膨胀； 定压吸热； 等熵膨胀； 5 1 定容放热 特性参数： 特性参数 压缩比(compression ratio) 压缩比 定容增压比(pressure ratio) 定容增压比
工程热力学
克劳修斯不等式的推导
1、正循环（卡诺循环） 、正循环（卡诺循环）
Q Q1 Q2 ∫ T = T1 T2 = 0
热力系统分类
以系统与外界之间能量和物质交换情况划分： 有 无
是否传质 是否传热 是否传功 是否传热、功、质 开口系 非绝热系 非绝功系 非孤立系 闭口系 绝热系 绝功系 孤立系
v1 ε= v2
p3 λ= p2
定压预胀比 (cutoff ratio)
v4 ρ= v3
定压加热循环（狄塞尔 循环) 定压加热循环（狄塞尔Diesel循环 循环
定容加热循环（奥托 循环) 定容加热循环（奥托OTTO循环 循环
柴油机与汽油机动力循环图示
柴油机，压燃式
汽油机，点燃式
定压加热理想循环－ 定压加热理循环－布雷顿循环
强度参数与广延参数
强度参数：与物质的量无关的参数 如压力p、温度T 广延参数：与物质的量有关的参数可加性 如质量m、容积V、内能U、焓H、熵S 比参数： V U S H u= h= v= s= m m m m 比容 比内能 比焓 比熵 具有强度参数的性质，不可加性
工程热力学-第十章动力循环之朗肯循环
02
初参数对朗肯循环热效率的影响
1. 初温t1
T 1 T 2不变 t
或 循环1t2t3561t =循环123561+循环11t2t21
t11t2t21
t123561
t
02
2. 初压力 p1
T 1 ,T 2不变 t 但 x2下降且 p太高造成强度问题
3. 背压 p2
实际并不实行 卡诺循环
01
02. 朗肯循环的热效率
02
朗肯循环的热效率
t
wn wt,T wt,P
wt,T h1 h2 ? cp T1 T2
wt,P h4 h3
wnet h1 h2 h4 h3
02 T 1不变 ,T 2 t 但受制于环境温度，不能任意
降低 p2 6kPa,ts 36.17 C; p2 4kPa,ts 28.95 C
同时，x2下降 。
思考： 我国幅员辽阔，四季温差大，对蒸汽发电机组有什么影响？
THANK YOU
第十章 动力循环 之
朗肯循环
CONTENTS
01. 朗肯循环的流程 02. 朗肯循环的热效率
01. 朗肯循环的流程
01
朗肯循环 (Rankine cycle)
1）流程图
2）p-v，T-s图
01
3）水蒸气的卡诺循环
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
t
h1 h2 h1 h3
h1 h2 h1 h2'
5）耗汽率(steam rate)及耗汽量
理想耗汽率(ideal steam rate) d0 —装置每输出单位功量所消耗的蒸汽量
工程热力学(清华大学)-——斯特林循环.
t简
2R 2A
2 1
3 4
4R
s
压气机间冷intercooling的图示
Intercooler
间冷器 5
2
3
燃烧室 6 2’
燃气轮机
4
1
压气机
压气机间冷在Ts图上的表示
t间
w净 q1
？T
3
12341和62’256联合工作
4
t间
w净A q1A
w净B q1B
2
2’ B
5
A
6
结论： t间 t简 w间 w简
1k
k 1 T
w净 cpT1 k k 1
当 不变
w净
t 1
1
k 1
k
但T3 受材料耐热限制
不变
3
3’
2
4
4’ 1
T3
s
T1
对净功的影响
1k
k 1 T
w净 cpT1 k k 1
T3
当 不变
太小 t 太大 t
存在最佳 ，使
w净 w净
最w大净
T1
t 1
1
k 1
k
sHale Waihona Puke ch2 h2'
h1 h1
1
燃气轮机相对内效率
oi
h3 h4' h3 h4
s
燃气轮机的实际循环的净功
净功
T
3
w净 ' h3 h4' h2' h1
oi
h3
h4
h2
c
h1
4’
2’
2
4
k
opt w净' oic 2k 1
工程热力学15 制冷循环
15． 制冷循环15.1制冷与逆卡诺循环将物体冷却到低于周围环境的温度，并且维持这一低温，称为制冷。
为实现这一目的，需要将热量从低温物体（如冷藏室）移向高温物体（如环境）。
由热力学第二定律可知，这一过程不能自发实现，必须消耗外部可用能，通常是消耗机械能或高温热源所提供的热能。
因此制冷循环是一种逆向循环。
如果循环的目的是从低温物体取走热量，以维持物体的低温状态，称之为制冷循环。
前已述及，在两个恒温热源间的动力循环中，卡诺循环的热效率最高。
按照图15-1，由两个定温过程和两个定熵过程按照与卡诺循环相反方向（逆时针）运行的循环称为逆卡诺循环。
可以证明在两个恒温热源间，逆卡诺循环的制冷系数最大，为L H L T T T -=max ε （15-1）式中，H T 和L T 分别是高温热源与低温热源的温度。
L H L L Q Q Q W Q -==ε ← LL H H T Q T Q ≤ 从式中可以看出，和卡诺循环一样，逆卡诺循环的制冷系数也只与高温热源与低温热源的温度有关。
15.2 空气压缩式制冷循环 利用空气作为制冷工质构成空气压缩制冷循环——逆布雷顿循环。
和下节将要讲到的蒸汽制冷循环不同的是：在空气制冷循环中，工质不会发生相变，而是依靠显热在定压情况下吸收和放出热量，因此制冷量较小，偏离逆卡诺循环较远，经济性较低。
鉴于空气定温吸热、放热不易实现，改用两个定压过程代替，因而压缩空气制冷循环实为逆向的布雷顿循环。
分析：低温热源（冷库）吸热 412h h q -=高温热源（环境）放热 321h h q -=耗功 ()()413221hh h h q q w ---=-=制冷系数 ()()()()1141324132414132412---=----=----==T T T T T T T T T T h h h h h h w q ε 过程1-2、 3-4 定熵， 4311212T T p p T T =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-κ → κκπ1124132-==--T T T T T T 故 111-=-κκπε （15-2） 可见 ↑→↓επ 减小增压比，可使 制冷系数提高，但这会使 膨胀温降减小，制冷量下降。
工程热力学-课件-第8章 蒸汽动力循环
s m T t
忽略水泵功，则循环输出净功率的表达式为：
Ps mT P0 mT D(h1 h2 )
理想耗汽率ωo
D 1 0 P0 h1 h2
o D 1 1 i Pi h1 h2/ T h1 h2 T
以实际内部功率Pi为基准 考虑有效功， 有效功耗汽率ωs为：
分来自蒸汽动力
蒸汽动力装置可利用各种燃料 蒸汽是无污染、价廉、易得的工质
8.1.2工质为水蒸气的卡诺循环 在相同范围内卡诺循环的热效率最高 气体工质的定温加热与放热难于进行，且功不大 水蒸气汽化与凝结时既定压又定温，功大 实际气体不采用卡诺循环
8-5难于实现；
T
1
5 4
P1 W0
6
V8>>v5 需用比水泵大得多的压缩机；
o D 1 s Ps PomT Tm
8-2 再热循环
Reheat Cycle
再热目的：
克服汽轮机尾部蒸汽湿度太 大的危害：热效率 腐蚀
过热器
再 热 器
1
1
5
6
再热循环也是提高热效率的 途径之一 3% 左右
2
冷凝器
3
给水泵
T
6 5
1
a
多出一 块
再 热 器
a
1
b
4,3
[解]①两级抽汽回热循环的T-s图如图所示。由 p2=0.004MPa查水蒸气图表得T2/=302K，故从 冷凝器的凝结水温度升至给水温度间的总温差 ΔT=T7-T3=423-302=121K。 加热级数为2，故平均每级温差应为：ΔT/2=60.5 K， 由此可算出： T9= T3+ΔT/2=302+60.5=362.5K
忽略水泵功，则循环输出净功率的表达式为：
Ps mT P0 mT D(h1 h2 )
理想耗汽率ωo
D 1 0 P0 h1 h2
o D 1 1 i Pi h1 h2/ T h1 h2 T
以实际内部功率Pi为基准 考虑有效功， 有效功耗汽率ωs为：
分来自蒸汽动力
蒸汽动力装置可利用各种燃料 蒸汽是无污染、价廉、易得的工质
8.1.2工质为水蒸气的卡诺循环 在相同范围内卡诺循环的热效率最高 气体工质的定温加热与放热难于进行，且功不大 水蒸气汽化与凝结时既定压又定温，功大 实际气体不采用卡诺循环
8-5难于实现；
T
1
5 4
P1 W0
6
V8>>v5 需用比水泵大得多的压缩机；
o D 1 s Ps PomT Tm
8-2 再热循环
Reheat Cycle
再热目的：
克服汽轮机尾部蒸汽湿度太 大的危害：热效率 腐蚀
过热器
再 热 器
1
1
5
6
再热循环也是提高热效率的 途径之一 3% 左右
2
冷凝器
3
给水泵
T
6 5
1
a
多出一 块
再 热 器
a
1
b
4,3
[解]①两级抽汽回热循环的T-s图如图所示。由 p2=0.004MPa查水蒸气图表得T2/=302K，故从 冷凝器的凝结水温度升至给水温度间的总温差 ΔT=T7-T3=423-302=121K。 加热级数为2，故平均每级温差应为：ΔT/2=60.5 K， 由此可算出： T9= T3+ΔT/2=302+60.5=362.5K
工程热力学主要循环图示
热泵技术
通过循环图示分析热泵的工作原理，实现低品位热能的回收利用。
热管技术
利用循环图示研究热管技术，实现高效传热和节能。
环保技术
废热处理
利用循环图示分析废热处理过程中的能量转换和利用，降低环境污 染。
温室气体减排
通过循环图示研究温室气体减排技术，减少温室气体排放。
工业废水处理
利用循环图示分析工业废水处理过程中的能量转换和利用，实现废水 零排放。
影响因素
热效率受到工质的选择、循环过程的设计、实际运行条件等因素 的影响。
机械效率
01
机械效率
表示循环过程中机械能转换为输 出功的效率，是评价机械发动机 性能的重要指标。
计算公式
02
03
影响因素
$eta_{mech} = frac{W_{net}}{W_{net} + Q_{in}}$。
机械效率受到工质的选择、循环 过程的设计、实际运行条件等因 素的影响。
THANKS
感谢观看
循环效率受到多种因素的 影响，如循环过程的设计、 工质的选择、实际运行条 件等。
热效率
热效率
表示循环过程中热能转换为机械能的效率，是评价热力发动机性 能的重要指标。
计算公式
$eta_{th} = frac{W_{net}}{Q_{in} - Q_{out}}$，其中 $Q_{out}$为循环中输出热量。
对于封闭系统，热量自发地从低温流向高温，而不是相反方向。
03
循环图示的解析
循环效率
循环效率
表示循环过程能量转换的 完善程度，是评价循环过 程性能的重要参数。
计算公式
$eta
=
frac{W_{net}}{Q_{in}}$，
通过循环图示分析热泵的工作原理，实现低品位热能的回收利用。
热管技术
利用循环图示研究热管技术，实现高效传热和节能。
环保技术
废热处理
利用循环图示分析废热处理过程中的能量转换和利用，降低环境污 染。
温室气体减排
通过循环图示研究温室气体减排技术，减少温室气体排放。
工业废水处理
利用循环图示分析工业废水处理过程中的能量转换和利用，实现废水 零排放。
影响因素
热效率受到工质的选择、循环过程的设计、实际运行条件等因素 的影响。
机械效率
01
机械效率
表示循环过程中机械能转换为输 出功的效率，是评价机械发动机 性能的重要指标。
计算公式
02
03
影响因素
$eta_{mech} = frac{W_{net}}{W_{net} + Q_{in}}$。
机械效率受到工质的选择、循环 过程的设计、实际运行条件等因 素的影响。
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循环效率受到多种因素的 影响，如循环过程的设计、 工质的选择、实际运行条 件等。
热效率
热效率
表示循环过程中热能转换为机械能的效率，是评价热力发动机性 能的重要指标。
计算公式
$eta_{th} = frac{W_{net}}{Q_{in} - Q_{out}}$，其中 $Q_{out}$为循环中输出热量。
对于封闭系统，热量自发地从低温流向高温，而不是相反方向。
03
循环图示的解析
循环效率
循环效率
表示循环过程能量转换的 完善程度，是评价循环过 程性能的重要参数。
计算公式
$eta
=
frac{W_{net}}{Q_{in}}$，
工程热力学-第十章动力循环之其他循环
03
循环热量利用系数
已利用的热量
工质从热源所吸收的热量
> 循环热效率
循环热量利用系数没有区分热能与电能的本质差别； 循环热效率没考虑低温热能的可利用性
热电厂热量利用系数
利用的热量 燃料的总释热量
THANK YOU
3）回热器中过程不可逆，为什么 循环ηt 上升？
03. 热电联产
03
热电联产（power-and-heating plant cycle）
一、背压式设备流程及T-s图
特点—发电量受热负荷制约。
03
二、抽汽凝汽式设备流程及T-s图
特点—热负荷变动对电能生产影响较小，热效率较背压机组高。
三、热量利用系数
第十章 动力循环 之
其他循环
CONTENTS
01. 再热循环 02. 回热循环 03. 热电联产
01. 再热循环
01
再热循环（reheat cycle）
一、设备流程及T-s图
二、再热对循环效率的影响
01
忽略泵功：
wnet h1 h5 h6 h7
q1 h1 h3 h6 h5
回热器两种方式
混合式
间壁式
02
二、回热循环计算
02
1. 抽汽量
能量方程：
1 h4 h01 h01' 0
忽略泵功 h4 h2' h01' h2'
h01 h2'
2. 回热器(regenerator)R 熵方程：
1 s2' s01 s01' Sf Sg
t
wnet q1
循环热量利用系数
已利用的热量
工质从热源所吸收的热量
> 循环热效率
循环热量利用系数没有区分热能与电能的本质差别； 循环热效率没考虑低温热能的可利用性
热电厂热量利用系数
利用的热量 燃料的总释热量
THANK YOU
3）回热器中过程不可逆，为什么 循环ηt 上升？
03. 热电联产
03
热电联产（power-and-heating plant cycle）
一、背压式设备流程及T-s图
特点—发电量受热负荷制约。
03
二、抽汽凝汽式设备流程及T-s图
特点—热负荷变动对电能生产影响较小，热效率较背压机组高。
三、热量利用系数
第十章 动力循环 之
其他循环
CONTENTS
01. 再热循环 02. 回热循环 03. 热电联产
01. 再热循环
01
再热循环（reheat cycle）
一、设备流程及T-s图
二、再热对循环效率的影响
01
忽略泵功：
wnet h1 h5 h6 h7
q1 h1 h3 h6 h5
回热器两种方式
混合式
间壁式
02
二、回热循环计算
02
1. 抽汽量
能量方程：
1 h4 h01 h01' 0
忽略泵功 h4 h2' h01' h2'
h01 h2'
2. 回热器(regenerator)R 熵方程：
1 s2' s01 s01' Sf Sg
t
wnet q1
工程热力学主要循环图示
4
理想混合加热循环(萨巴德循环)
12 等熵压缩；23 等容吸热； 34 定压吸热；45 等熵膨胀； 51 定容放热
特性参数： 压缩比(compression ratio)
定容增压比(pressure ratio)
v1
v2 p3
p2
定压预胀比 (cutoff ratio)
v4
v3
定压加热循环（狄塞尔Diesel循环)
定容加热循环（奥托OTTO循环)
柴油机与汽油机动力循环图示
柴油机，压燃式
汽油机，点燃式
定压加热理想循环－布雷顿循环
克劳修斯不等式的推导
1、正循环（卡诺循环）
Q Q1 Q2 0 T T1 T2
热力系统分类
以系统与外界之间能量和物质交换情况划分：
有
无
是否传质
开口系 闭口系
是否传热
非绝热系 绝热系
是否传功
非绝功系 绝功系
是否传热、功、质 非孤立系 孤立系
强度参数与广延参数
强度参数：与物质的量无关的参数
如压力p、温度T
广延参数：与物质的量有关的参数⎯可加性
如质量m、容积V、内能U、焓H、熵S
比参数：
vV uU h H
m
m
m
s S m
比容 比内能 比焓
比熵
具有强度参数的性质，不可加性
5–2 卡诺循环和卡诺定理
一、卡诺循环及其热效率
1. 卡诺循环
1 绝热压缩 2 2 等温吸热3 3 绝热膨胀 4 4 等温放热1
是两个热源的可逆循环
理想混合加热循环(萨巴德循环)
12 等熵压缩；23 等容吸热； 34 定压吸热；45 等熵膨胀； 51 定容放热
特性参数： 压缩比(compression ratio)
定容增压比(pressure ratio)
v1
v2 p3
p2
定压预胀比 (cutoff ratio)
v4
v3
定压加热循环（狄塞尔Diesel循环)
定容加热循环（奥托OTTO循环)
柴油机与汽油机动力循环图示
柴油机，压燃式
汽油机，点燃式
定压加热理想循环－布雷顿循环
克劳修斯不等式的推导
1、正循环（卡诺循环）
Q Q1 Q2 0 T T1 T2
热力系统分类
以系统与外界之间能量和物质交换情况划分：
有
无
是否传质
开口系 闭口系
是否传热
非绝热系 绝热系
是否传功
非绝功系 绝功系
是否传热、功、质 非孤立系 孤立系
强度参数与广延参数
强度参数：与物质的量无关的参数
如压力p、温度T
广延参数：与物质的量有关的参数⎯可加性
如质量m、容积V、内能U、焓H、熵S
比参数：
vV uU h H
m
m
m
s S m
比容 比内能 比焓
比熵
具有强度参数的性质，不可加性
5–2 卡诺循环和卡诺定理
一、卡诺循环及其热效率
1. 卡诺循环
1 绝热压缩 2 2 等温吸热3 3 绝热膨胀 4 4 等温放热1
是两个热源的可逆循环
工程热力学版回热循环简介
回热循环1.极限回热循环。
为了便于和卡诺循环对照分析，我们取初态为干饱和蒸汽的朗肯循环，如图19-4所示。
由凝汽器出来的低温凝结水不是直接送到锅炉，而是首先进入汽轮机壳的夹层中，由汽轮机的排汽端向进汽端流动，并依次被汽轮机内的蒸汽所加热。
这时蒸汽在汽轮机内膨胀作功的同时，通过机壳不断向凝结水放热，即膨胀过程将沿曲线1-2进行。
假设传热过程是可逆的，即在机壳的每一点上，蒸汽与凝结水之间的温差为无限小，此时曲线1-2将与4-3平行，结果蒸汽通过机壳传出的热量（面积12781）将等于凝结水吸收的热量（面积34653），凝结水最终被加热到初压力下的饱和温度了T1，（即T4），然后再送人锅炉。
由于面积l22＇1等于面积343＇3，所以面积12341与面积12＇3＇41相等。
于是循环1-2-3-4-1将与相同温度T1、T2下的卡诺循环1-2＇-3＇ -4-1等效，即它们将具有相同的热效率。
这个循环称为极限回热循环。
显然，极限回热循环在实际上是无法实现的，因为蒸汽流过汽轮机时的速度很高，要在短时间内使蒸汽通遘机壳传热给水是不可能的，汽轮机构造上有困难，传热温差为零更是无法实现。
2.抽汽回热循环。
（a）工作原理图（b）T - s图图19-4 极限回热循环图尽管极限回热是无法实现的，但它给人们以利用膨胀作了功的蒸汽预热锅炉给水以提高循环热效率的启示，从而产生了用分级抽汽来加热给水的实际回热循环，即抽汽回热循环。
图19-5所示为两级抽汽回热循环原理图及理论循环T-s图。
设有1 kg过热蒸汽进入汽轮机膨胀作功。
当压力降低至P6时，由汽轮机内抽取α1 kg蒸汽送入一号回热器，其余的(1-α（a）工作原理图（b）T- s图图19-5 抽气回热循环图回热抽气率αα的计算，根据以凝结水被加热到抽气压力下的饱和温度为原则，由质。
工程热力学六动力装置循环课件
蒸汽机动力装置的应用
蒸汽机动力装置广泛应用于工业领域，如发电站、化工、造纸等，也可用于船舶 和铁路机车等交通运输工具。
随着技术的发展，蒸汽机逐渐被更高效的汽轮机和内燃机所取代，但在某些特定 领域仍有一定应用。
05
燃气-蒸汽联合循环
燃气-蒸汽联合循环工作原理
燃气-蒸汽联合循环是一种高效、清洁的能源利用方式，它结合了燃气轮机循环和蒸汽轮机循环的优点。在燃气-蒸汽联合循 环中，首先通过燃气轮机燃烧燃料产生高温高压气体，驱动涡轮机转动并输出机械功；然后，将部分或全部高温排气引入余 热锅炉中加热给水，产生高温高压蒸汽；最后，蒸汽轮机利用这些蒸汽转动涡轮机并输出机械功。
03
燃气轮机动力装置循环
布雷顿循环
总结词
基于等压加热的理想循环，适用于燃气轮机。
详细描述
布雷顿循环由吸气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程组成。在等压加热过程中，工质吸收热量并对 外做功，实现热能向机械能的转化。
回流燃烧室循环
总结词
提高燃气轮机效率的循环方式。VS详细描述回流燃烧室循环通过在燃烧室内形成回流 ，增加燃料与空气的混合时间和燃烧程度 ，从而提高燃烧效率。同时，回流还使得 燃烧室内压力升高，提高了循环热效率。
回热循环通过将部分做功后的蒸汽抽 出，引入回热器加热锅炉中的给水， 提高给水温度，减少锅炉中燃料消耗 ，从而提高整个循环的热效率。
再热循环
总结词
再热循环是在朗肯循环基础上增加一个再热器，以提高再热率的改进型循环。
详细描述
再热循环中，汽轮机高压缸排出的蒸汽被引入再热器中再次加热，然后进入低 压缸继续做功。再热循环可以提高汽轮机的效率，并减小蒸汽在汽轮机内的温 差和压力降，从而提高整个循环的热效率。
《工程热力学》第九章 气体动力循环
9-4 活塞式内燃机各种理想循环的热力学比较
一、压缩比相同、吸热量相同时的比较 压缩比相同，1-2重合
吸热量相同，q1v q1m q1p
q2v q2m q2 p
tv tm tp
或
T 2v T 2m T 2 p
T 1v T 1m T 1p
tv
tm
tp
二、循环最高压力和最高温度相同时的比较
放热量相同：
又称萨巴德循环 12 等熵压缩；23 等容吸热； 34 定压吸热；45 等熵膨胀； 51 定容放热
特性参数：
压缩比(compression ratio) v1
v2 定容增压比(pressure ratio) p3
p2
定压预胀比 (cutoff ratio) v4
v3
反映气缸容积 反映供油规律
热效率
t
wnet q1
t
1
1
1
1
1
(9 7)
讨论：
v1 p3
v2
p2
v4
v3
a)循环1-2’-3’-4’-5-1
压缩比
Tm1 t
b)循环1-2-3”-4”-5-1
定容增压比
Tm1 t
c)循环1-2-3’”-4’”-5-1
定压预胀比
Tm1 t
二、定压加热理想循环（狄塞尔循环） 柴油机定压加热过程
3-4 等熵膨胀(燃气轮机内) 4-1 定压放热（排气，假想换热器）
热效率ηt
q1 h3 h2
cpm
t3 t2
T3 T2
cp
T3 T2
q2
h4
h1
c pm
t4 t1
T4 T1
cp T4 T1
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强度参数与广延参数
强度参数：与物质的量无关的参数 如压力p、温度T 广延参数：与物质的量有关的参数可加性 如质量m、容积V、内能U、焓H、熵S 比参数： V U S H u= h= v= s= m m m m 比容 比内能 比焓 比熵 具有强度参数的性质，不可加性
5–2 卡诺循环和卡诺定理
一、卡诺循环及其热效率
工程热力学
克劳修斯不等式的推导
1、正循环（卡诺循环） 、正循环（卡诺循环）
Q Q1 Q2 ∫ T = T1 T2 = 0
热力系统分类
以系统与外界之间能量和物质交换情况划分： 有 无
是否传质 是否传热 是否传功 是否传热、功、质 开口系 非绝热系 非绝功系 非孤立系 闭口系 绝热系 绝功系 → 3
绝热压缩
3 → 4
绝热膨胀
4 →1
等温放热
是两个热源的可逆循环 个热源的可逆循环 可逆
5
理想混合加热循环(萨巴德循环 理想混合加热循环 萨巴德循环) 萨巴德循环
1 2 等熵压缩；2 3 等容吸热； 等熵压缩； 等容吸热； 3 4 定压吸热；4 5 等熵膨胀； 定压吸热； 等熵膨胀； 5 1 定容放热 特性参数： 特性参数 压缩比(compression ratio) 压缩比 定容增压比(pressure ratio) 定容增压比
v1 ε= v2
p3 λ= p2
定压预胀比 (cutoff ratio)
v4 ρ= v3
定压加热循环（狄塞尔 循环) 定压加热循环（狄塞尔Diesel循环 循环
定容加热循环（奥托 循环) 定容加热循环（奥托OTTO循环 循环
柴油机与汽油机动力循环图示
柴油机，压燃式
汽油机，点燃式
定压加热理想循环－ 定压加热理想循环－布雷顿循环