清华大学：《工程热力学》教学资源（PPT课件）第七章 蒸汽动力循环 Vapor Power Cycles（1/2）

第七章 蒸汽动力循环 Vapor power cycles

第七章 蒸汽动力循环 Vapor Power Cycles

第七章蒸汽动力循环 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

第七章 蒸汽动力循环 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

57-1郎肯循环 Rankine cycle 水蒸气动力循环系统 汽轮机 四个主要装置: 锅炉 锅炉 发电机 汽轮机 凝汽器 凝汽器给水泵 给水泵

四个主要装置： 锅炉 汽轮机 凝汽器 给水泵 §7-1 郎肯循环Rankine Cycle 水蒸气动力循环系统 锅 炉 汽轮机 发电机 给水泵 凝汽器

水蒸气动力循环系统的简化 简化(理想化): 1/汽轮机1∽汽轮机膨胀 锅炉 2→3凝汽器⑦放热 发电机34给水泵③压缩 4-1锅炉⑦吸热 凝汽器 郎肯循环 3 给水泵

水蒸气动力循环系统的简化 锅 炉 汽轮机 发电机 给水泵 凝汽器 郎肯循环 1 2 3 4 简化（理想化）： 1→2 汽轮机 s 膨胀 2→3 凝汽器 p 放热 3→4 给水泵 s 压缩 4→1 锅炉 p 吸热

郎肯循环P图 P 1—2汽轮机○s膨胀 2→3凝汽器⑦放热 3-→4给水泵(③压缩 4-1锅炉⑦吸热 3

1 3 4 2 p v 郎肯循环pv图 1→2 汽轮机 s 膨胀 2→3 凝汽器 p 放热 3→4 给水泵 s 压缩 4→1 锅炉 p 吸热

郎肯循环Ts和hs图 1一2汽轮机⑧膨胀2~3凝汽器⑦放热 3-4给水泵③压缩4→1锅炉⑦吸热 T

4 3 2 1 T s h s 1 3 4 2 郎肯循环Ts和hs图 1→2 汽轮机 s 膨胀 2→3 凝汽器 p 放热 3→4 给水泵 s 压缩 4→1 锅炉 p 吸热

郎肯循环功和热的计算 汽轮机作功:w2=h-h2 凝汽器中的定压放热量 水泵绝热压缩耗功: S3-4 锅炉中的定压吸热量: g1=hha 3

h s 1 3 4 2 郎肯循环功和热的计算 汽轮机作功： ws,1−2 = h1 − h2 凝汽器中的定压放热量： 2 2 3 q = h − h 水泵绝热压缩耗功： ,3 4 4 3 w h h s − = − 锅炉中的定压吸热量： q1 = h1 − h4

郎肯循环热效率的计算 net 1-2 3-4 般很小, 占0.8~1% 忽略泵功 h1-h3 3

h s 1 3 4 2 郎肯循环热效率的计算 net ,1 2 ,3 4 t 1 1 w w w s s q q  − − − = = 一般很小， 占0.8~1%， 忽略泵功 1 2 1 3 t h h h h  −  −

汽耗率( Steam rate)的概念 工程上常用汽耗率,反映装置经济性,设备尺寸 汽耗率:蒸汽动力装置每输出kWh=3600 功量所消耗的蒸汽量kg net Wne6单位是kJ/kg1kW=1kJ/s g g 3600kg 3600 k×hkJ k/ h h h 3600

工程上常用汽耗率, 反映装置经济性，设备尺寸 汽耗率：蒸汽动力装置每输出1kW.h 功量所消耗的蒸汽量kg net 3600 d w = 汽耗率(Steam Rate)的概念 wnet 的单位是kJ/kg 1kW=1 kJ/s net 3600 3600 1 3600 kg kg kg kg d kW h kJ w kJ kJ h h s h               = = = =                           

郎肯循环与卡诺循环比较 对比同温限1234 q2相同;·q1卡诺>q朗肯 门卡诺>7朗肯;·等温 T|4 吸热41难实现 对比5678 7诺7朗肯; 6 net卡诺Wnet朗肯 对比9-10-11-12 38121172 11点x太小,不利于 汽机强度;·12-9两 相区难压缩 Wnet卡诺 小

郎肯循环与卡诺循环比较 s T 6 4 2 4' 1 9 10 8 7 5 3 • q2相同； • q1卡诺>q1朗肯 • 卡诺>  朗肯；•等温 吸热4’1难实现 • 11点x太小,不利于 汽机强度； • 12-9两 相区难压缩； • wnet卡诺小 • 卡诺<  朗肯； • wnet卡诺< wnet 朗肯 12 11 对比同温限1234’ 对比5678 对比9-10-11-12