蒸汽动力循环
- 格式:ppt
- 大小:891.50 KB
- 文档页数:20
第十章蒸汽动力循环蒸汽动力装置:是实现热能 T 机械能的动力装置之一。
工质 :水蒸汽。
用途 :电力生产、化工厂原材料、船舶、机车等动力上的应用。
本章重点:1、 蒸汽动力装置的基本循环匀速朗肯循环 回热循环2、 蒸汽动力装置循环热效率分析y T 的计算公式y 的影响因素分析y T 的提高途径10-1水蒸气作为工质的卡诺循环热力学第二定律通过卡诺定理证明了在相同的温度界限间,卡诺循环的热效率最高,但实际上存在种种困难和不利因素,使得实际循环(蒸汽动力循环)至今 不能采用卡诺循环但卡诺循环在理论上具有很大的意义。
二、为什么不能采用卡诺循环若超过饱和区的范围而进入过热区则不易保证定温加热和定温放热,即不能 按卡诺循环进行。
1- 2绝热膨胀(汽轮机) -2- C 定温放热(冷凝汽) ”可以实现 5-1定温加热(锅炉) -C-5绝热压缩(压缩机)难以实现原因:2-C 过程压缩的工质处于低干度的湿汽状态1、水与汽的混合物压缩有困难,压缩机工作不稳定,而且水大的多' 3--2 - 3 :2000 2需比水泵大得多的压缩机使得输出的净功大大3点的湿蒸汽比容比减少,同时对压缩机不利。
2、循环仅限于饱和区,上限 T i 受临界温度的限制,即使是实现卡诺循环,其理 论效率也不高。
3、膨胀末期,湿蒸汽所含的水分太多不利于动机 为了改进上述的压缩过程人们将汽凝结成水,同时为了提高上 限温这就需要对卡诺循环进行改进,温度采用过热蒸汽使 的结果就是下面要讨论的另一种循环一朗肯循环。
10-2朗肯循环 过程:从锅炉过热器与出来的过热蒸汽通过管道进入汽轮机 中转换为机械带动发电机发电,作了功的低压乏汽排入 成水,凝结成的水由给水泵 P 送进省煤器D'进行预热, 饱和蒸汽进入 S 继续吸热成过热蒸汽,过程可理想化为两个定压过程,两个绝热 过程一朗诺循环。
1T纽K 泵3 (仍工作區理图1- 2绝热膨胀过程,对外作功2- 3 定温(定压)冷凝过程(放热过程) 3- 4绝热压缩过程,消耗外界功4- 1 定压吸热过程,(三个状态)4-1过程:水在锅炉和过热器中吸热由未饱和水变为过热蒸汽过程中工质与外界无 技术功交换。
蒸汽动力循环的四个主要过程一、蒸汽动力循环介绍蒸汽动力循环是一种常见的热力学循环,广泛应用于电力、化工、航空等领域。
它利用热能将水转化为蒸汽,再通过蒸汽的膨胀和冷凝来实现能量的转化和利用。
蒸汽动力循环主要由四个过程组成,分别是压缩、加热、膨胀和冷凝,下面将分别对这四个过程进行详细介绍。
二、压缩过程压缩过程是蒸汽动力循环的第一个过程,其目的是将低压的蒸汽压缩为高压蒸汽。
在这个过程中,蒸汽从锅炉中进入压缩机,通过压缩机的工作,蒸汽的温度和压力都得到了提高。
压缩机通常采用离心式或轴流式,通过叶片的旋转来增加蒸汽的压力。
这样可以提高蒸汽的能量,为后续的加热和膨胀过程提供条件。
三、加热过程加热过程是蒸汽动力循环的第二个过程,其目的是将高压蒸汽加热至高温高压。
在这个过程中,高压蒸汽从压缩机出口进入锅炉,在锅炉中与燃料进行热交换,吸收燃料燃烧释放的热能。
经过加热,蒸汽的温度和压力进一步提高,成为高温高压蒸汽。
加热过程通常采用燃烧室或燃烧锅炉,通过燃料的燃烧来提供热能。
这样可以增加蒸汽的能量,为后续的膨胀和冷凝过程提供动力。
四、膨胀过程膨胀过程是蒸汽动力循环的第三个过程,其目的是将高温高压蒸汽的热能转化为机械能。
在这个过程中,高温高压蒸汽从锅炉出口进入膨胀机,通过膨胀机的工作,蒸汽的压力和温度都得到了降低。
膨胀机通常采用汽轮机或透平机,通过蒸汽的膨胀来驱动转子旋转,从而产生机械能。
这样可以将蒸汽的热能转化为机械能,为后续的发电或其他工作提供动力。
五、冷凝过程冷凝过程是蒸汽动力循环的最后一个过程,其目的是将膨胀后的低温低压蒸汽再次液化。
在这个过程中,膨胀后的低温低压蒸汽从膨胀机出口进入冷凝器,通过冷凝器的工作,蒸汽的温度和压力都得到了降低。
冷凝器通常采用冷却水或制冷剂,通过与蒸汽的热交换来将蒸汽冷却至液态。
这样可以将蒸汽的热能再次转化为冷却介质的热能,为后续的循环提供条件。
六、总结蒸汽动力循环是一种重要的能量转化和利用方式,通过四个主要过程实现了热能向机械能的转化。
第七章蒸汽动力循环和制冷循环0、引言蒸汽动力循环:是以蒸汽为工质,将热连续地转变成功的过程,其主要设备是各种热机。
产功的过程。
如:火力发电厂,大型化工厂。
常用的工质是水蒸气。
制冷循环:是将热连续地由低温处输送到高温处的过程,其主要设备是热泵。
耗功的过程。
7.1.蒸汽动力循环一、蒸汽动力循环基本原理主要由水泵、锅炉、透平机和冷凝器组成。
4→1水进入锅炉被加热汽化,直至成为过热蒸汽。
1→2进入透平机膨胀作功。
2→3作功后的低压湿蒸汽进入冷凝器被冷凝成水,回到水泵中。
3→4水在水泵中被压缩升压,再回到锅炉中,完成一个循环。
二、朗肯循环及其热效率原理:朗肯循环是最简单的蒸汽动力循环,主要由:水泵、锅炉、透平机和冷凝器组成。
1、理想朗肯循环3→4饱和水可逆绝热压缩过程。
(等S)4→1高压水等压升温和汽化,可逆吸热过程。
1→2过热蒸汽可逆绝热膨胀过程。
(等S)2→3湿蒸汽等压等温可逆冷却为饱和水(相变)。
气体压缩式制冷机以气体为制冷剂,由压缩机、冷凝器、回热器、膨胀机和冷箱等组成(图1) 。
经压缩机压缩的气体先在冷凝器中被冷却,向冷却水(或空气)放出热量,然后流经回热器被返流气体进一步冷却,并进入膨胀机绝热膨胀,压缩气体的压力和温度同时下降。
气体在膨胀机中膨胀时对外作功,成为压缩机输入功的一部分。
同时膨胀后的气体进入冷箱,吸取被冷却物体的热量,即达到制冷的目的。
此后,气体返流经过回热器,同压缩气体进行热交换后又进入压缩机中被压缩。
气体制冷机都应采用回热器,这不但能提高制冷机的经济性而且可以降低膨胀机前压缩气体的温度,因而降低制冷温度。
气体制冷机能达到的制冷温度范围较宽,从高于0℃到低于-100℃;制冷温度较高时其经济性较差,但当制冷温度低于-90℃时其经济性反而高于蒸气制冷机。
压缩式制冷机蒸气压缩式制冷机由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构和一些辅助设备组成。
这类制冷机的制冷剂在常温和普通低温下能够液化,在制冷机的工作过程中制冷剂周期性地冷凝和蒸发。
蒸汽动力循环的知识点总结总览:蒸汽动力循环是一种热力循环,其基本原理是通过燃烧燃料来产生热能,然后利用热能产生的高温高压蒸汽驱动蒸汽机或者涡轮机,最终将热能转化为机械能。
蒸汽动力循环一般包括以下几个基本组成部分:1. 锅炉:将水加热生成蒸汽的设备;2. 蒸汽机或者涡轮机:利用蒸汽动力产生机械功的设备;3. 冷凝器:将流过蒸汽机或者涡轮机的低温低压蒸汽冷凝成水的设备;4. 泵:将冷凝水经过加压再次送入锅炉的设备。
基本原理:蒸汽动力循环的基本原理是通过引入高温高压蒸汽来推动轮机转动,然后在轮机功率输出后将蒸汽冷凝成水再次送入锅炉加热,形成循环。
循环过程中,蒸汽在不同的温度和压力下进行相变,从而产生热能和机械能的转换。
整个循环过程符合热力学的一定规律,例如热力学第一定律和第二定律等。
循环的效率:蒸汽动力循环的效率通常用热效率和热功效率来衡量。
热效率是指工作流体产生的功率与输入的热量之比,可以用以下公式来表示:η = W/Q其中,η为热效率,W为物体产生的功率,Q为输入的热量。
热功效率是指工作流体产生的功率与燃料热值之比,可以用以下公式来表示:ηth = W/Qc其中,ηth为热功效率,Qc为燃料的热值。
优化蒸汽动力循环的效率是很重要的工程问题,需要考虑很多因素,包括锅炉和轮机的设计、流体性质和循环工艺等。
循环的组件:1. 锅炉:通过燃烧燃料来产生高温高压蒸汽的设备。
主要包括燃料供给系统、燃烧室、加热表面和管道等组件。
2. 蒸汽机或者涡轮机:利用蒸汽动力来产生机械功的设备。
主要包括转子、转子叶片、蒸汽进出口和机械传动系统等组件。
3. 冷凝器:将流过蒸汽机或者涡轮机的低温低压蒸汽冷凝成水的设备。
主要包括冷凝管道、冷却水系统和冷却塔等组件。
4. 泵:将冷凝水经过加压再次送入锅炉的设备。
主要包括旋片式泵、离心泵和柱塞泵等组件。
循环的性能评估:针对蒸汽动力循环的性能评估,主要包括循环的效率、热力学性能和经济性能等方面。
第12章蒸汽动⼒循环第⼗⼆章蒸汽动⼒循环Chapter 12Vapor Power Cycles通过这⼀章的学习要解决的问题:1.为什么在实际蒸汽动⼒循环中不采⽤卡诺循环?2.什么是朗肯循环?3.怎样计算朗肯循环的热效率?4.蒸汽参数如何影响朗肯循环的热效率?5.有摩阻的实际循环;6.再热循环、回热循环四个主要装置:锅炉Boiler (B )汽轮机Turbine (T )凝汽器Condensor (C )⽔泵Pump (P )蒸汽动⼒装置基本循环系统锅炉汽轮机发电机⽔泵凝汽器为什么在实际蒸汽动⼒装置中不采⽤卡诺循环?以⽔蒸汽为⼯质原则上可以采⽤卡诺循环,12-1简单蒸汽动⼒循环-朗肯循环(Rankine cycle)TOs 1243①湿蒸汽的压缩难以实现;②温差⼩,循环热效率不⾼;③膨胀末端x 太⼩,不利于动⼒机的安全。
朗肯循环的基本过程1-2:过热蒸汽等熵膨胀2-3:乏汽定压放热3-4:冷凝⽔等熵压缩4-1:给⽔定压加热1342pv朗肯循环的p-v 图构成朗肯循环的四个过程:1-2 汽轮机中定熵膨胀过程;2-3 冷凝器中定压放热凝结过程;3-4 ⽔泵中的定熵压缩过程;4-1 锅炉中的定压吸热汽化过程。
4321Ts hs1324朗肯循环的T-s 和h-s 图朗肯循环各过程的能量计算1222343114T p w h h q h h w h h q h h =-=-=-=-4321Tsnett 1w q η=热效率热效率34h h ≈net 12431411()()p T t w w w h h h h q q h h η----===-12141213t t h h h h h h h h ηη--==-- 或忽略⽔泵功12'h h -s蒸⽓初参数p 1,t 1,乏⽓压⼒p 24321影响热效率的参数T12-2 蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响如果确定了新汽的温度(初温T1 )、压⼒(初压p 1)以及乏汽的压⼒(终压p2),那么整个朗肯循环也就确定了蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响,也就是指初温、初压和终压对朗肯循环热效率的影响蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响sT43211'2'1.蒸汽初温对朗肯循环热效率的影响有利于汽轮机安全。