第3章蒸汽动力循环和制冷循环PPT课件
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热学之热机与制冷机
几点说明：
（1）卡诺热机工作物质只与两个热源交换能量， 且 整个过程都是准静态过程卡诺循环由两个可逆的等温 过程和两个可逆的绝热过程组成。
（2）理想气体卡诺循环的效率只由高温热源和低温热 源的温度决定：
两个热源的温度差越大，从高温热源所吸取的热量 Q1 的利用率越高，这是提高热机效率的方向之一。
恩格斯评价：“他撇开这些对主要过程无关重要的次要情况而设 计了一种理想的蒸汽机（或煤油机）。 的确！这样一部机器就像几何学上线或面一样是决不可能制造出 来的，但它按自己的方式起了像这些数学抽象所起的同样作用： 它表现了纯粹的、独立的、真正的过程。”
η
卡
V3 T 2ln V4 =1 V2 T 1 ln V1
γ
1
P
a
T1
Q
1
a~d 绝热过程
b
1
V 1 T 1 = V4
γ
1
γ
T2
d
b~c 绝热过程
0
V1 V 4 V 2
V1 V4 = V2 V3
Q
2
T2
c V3 V
V 2 T 1 =V 3
γ
1
T2
卡诺热机的效率 (efficiency)
η 卡=1
T2 T1
2实验时以外压强p推动活塞a向右缓慢移动使气体经过多孔塞流向压强较小的多孔塞右边区域并给活塞b以向左的较低外压强p并让b也缓慢向右移动以维持流过多孔塞的气体压强为较低的p由于多孔塞对气体的较大阻滞作用从而能够在多孔塞两边维持一定压强差使气体从原来的压强p焦耳汤姆孙thomson实验节流过程是不可逆的绝热过程
Q bc
c
Q cd
0
1 2 V (l )
η
化工热力学 蒸汽动力循环与制冷循环
31
(2) T-S图法
TH T2 T1
T 等H线 T1
P1 P2
T2
S (3) 利用经验公式估算
对于空气，当压力变化不太大时，不考虑温度的
影响，可直接按下式近似估算：
TH 0.29( p2
p1
)
273 T1
2
式中：压力单位为大气压atm，温度单位为热力学温度开尔文。
对于不同的流体，其表达式不同。
图读取ΔTS
T2
P1 P2
S 37
④ 用等焓节流效应计算
s
J
V Cp
Ts
p2
J dp
p1
V p2 dp
C p1 p
若Cp=const
1 p2
Ts
TH
Cp
V dp
p1
38
2.不可逆对外做功的绝热膨胀
对活塞式膨胀机
➢ 当t<30℃
ηs=0.65
➢ 当t>30℃ ηs=0.7～0.75
T 1
3
卡诺循环产功 很大，但难于实现， 问题在于：
（1）湿蒸汽对 汽轮机和水泵有浸蚀 作用，汽轮机带水量 不 得 超 过 10% ， 水 泵 不能带入蒸汽进泵；
（2）绝热可逆 过程实际上难以实现 。
第一个具有 实际意义的蒸汽动力 循环是朗肯循环。
T-S图
T
T吸
4
T放
3
QH 1 Ws
2 QL
S
4
2. 郎肯循环
dH H dT H dP T P P T
dH 0
H
T P T
P H
H
T P
25
H T
P
Cp
汽车空调制冷系统培训课件
第二节 汽车空调压缩机的构造与工作原理
一、空调压缩机的作用 空调压缩机是汽车空调的核心部件，它由发动机通过皮带驱动，负责吸入空调蒸 发器出口处的低温低压气态制冷剂，并把制冷剂加压，压缩成为高温高压的气态 制冷剂，然后排向冷凝器，为制冷剂在制冷系统的管路内循环流动提供动力。
二、汽车空调压缩机的安装位置 就轿车而言，汽车空调压缩机是 用固定托架安装在发动机气缸体 上，当电磁离合器接合时，由发 动机通过皮带传动带动压缩机运 转。如图3-６所示。
三、汽车空调制冷系统的分类 现在汽车空调制冷系统可分为两类：一类是膨胀阀式制冷系统，另一类是孔管式 制冷系统。
(一)膨胀阀式空调制冷系统 膨胀阀式空调制冷系统结构如
图3-2所示。主要由压缩机、 冷凝器、贮液枯燥器、膨 胀阀、蒸发器和鼓风机等 组成。
图3-2 膨胀阀式空调制冷系统
1.压缩机 压缩机由发动机通过皮带驱动，吸入蒸发器出口处的低温低压的气态制冷剂，把 制冷剂压缩成高温高压的气态排向冷凝器。 2.冷凝器 对于轿车的冷凝器安装在水箱前端，高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器，制 冷剂得到冷却风扇的散热，由于压力及温度的降低，制冷剂气态冷凝成液态，并 放出大量的热。从冷凝器出来后，制冷剂呈高温高压的液态。 3.储液枯燥过滤器 高温高压的液态制冷剂在储液枯燥过滤器内得到储存、枯燥水份、过滤杂质。 4.膨胀阀 高温高压的液态制冷剂通过膨胀阀的节流孔节流后体积变大，制冷剂的压力和湿 度急剧下降，以雾状〔细小液滴〕排向膨蒸发器。 5.蒸发器 雾状液态制冷剂进入蒸发器，制冷剂液态蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周 围的热量，降低车内的温度，而后低温低压的制冷剂蒸气又进入压缩机。
2.冷凝放热过程 高温高压的过热制冷剂气体高于 环境的温度，进入冷凝器后将热 量传向大气进行热交换。由于压 力及温度的降低，制冷剂气体冷 凝成液体，并放出大量的热。此 过程作用是排热、冷凝。
蒸汽动力循环与制冷循环PPT课件
热力学分析
汽轮机中工质对外作功量(过程1→2) WS(R) H H2 H1 (kJ kg-1)
冷凝器中工质对外放热量
QL H H3 H2 (kJ kg-1)
水泵消耗的压缩功量
Wpump H H4 H3 V3 p4 p3 (kJ kg-1)
工质从锅炉中吸收的热量
QH H H1 H4 (kJ kg-1)
T
等温冷凝
T放 3
2
WS
T吸 4
1
等温蒸发
S
耗功过程：耗功量最小。 实际过程的耗功量要大于逆向卡诺循环的耗功量
二.蒸汽压缩制冷循环
1. 工作原理及T-S图
3
主要设备有：
节膨
压缩机
流胀 阀机
或
冷凝器
膨胀机（节流阀）
4
蒸发器
四部分组成。
冷凝器
QH
2
压 缩 机
1 QL 载冷体
蒸发器
在制冷过程中，要涉及到相变、工质、压力、沸点等问题
点燃式内燃机(汽油机) 定容加热循环 混合加热循环
压燃式内燃机(柴油机) 定压加热循环
Jetta柴油车
8.2.1 定容加热循环 Otto循环
p
3
3
3
p
T
2
4
0
大气压力
1
2
V
2
4
4
排气阀 进气阀
(a)实际工作原理图
1
(b) p-V 图 V
1 S
(c) T-S 图
图 8-8 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图
T
5
锅炉
发电机
4
6
2’
1 1’ 56
汽轮机中工质对外作功量(过程1→2) WS(R) H H2 H1 (kJ kg-1)
冷凝器中工质对外放热量
QL H H3 H2 (kJ kg-1)
水泵消耗的压缩功量
Wpump H H4 H3 V3 p4 p3 (kJ kg-1)
工质从锅炉中吸收的热量
QH H H1 H4 (kJ kg-1)
T
等温冷凝
T放 3
2
WS
T吸 4
1
等温蒸发
S
耗功过程：耗功量最小。 实际过程的耗功量要大于逆向卡诺循环的耗功量
二.蒸汽压缩制冷循环
1. 工作原理及T-S图
3
主要设备有：
节膨
压缩机
流胀 阀机
或
冷凝器
膨胀机（节流阀）
4
蒸发器
四部分组成。
冷凝器
QH
2
压 缩 机
1 QL 载冷体
蒸发器
在制冷过程中，要涉及到相变、工质、压力、沸点等问题
点燃式内燃机(汽油机) 定容加热循环 混合加热循环
压燃式内燃机(柴油机) 定压加热循环
Jetta柴油车
8.2.1 定容加热循环 Otto循环
p
3
3
3
p
T
2
4
0
大气压力
1
2
V
2
4
4
排气阀 进气阀
(a)实际工作原理图
1
(b) p-V 图 V
1 S
(c) T-S 图
图 8-8 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图
T
5
锅炉
发电机
4
6
2’
1 1’ 56
水蒸气与蒸汽动力循环课程PPT(32张)
（4）查附表5，p1MPa，ts179.916℃，tts。故第四 种情况是饱和状态，但无法确定是饱和水，干饱和水蒸 气还是湿蒸汽，其余参数也无法确定。
三、水蒸气的焓熵图
欲获得水蒸汽的状态参数,可查
水蒸气表
精确度高,但往往不 太方便、且不直观
水蒸气的焓熵图(莫里尔图)
方便、直观, 但不够精确
临界点C 上界线（x1） 下界线（x0）
——单位质量湿蒸汽中所含饱和蒸汽的质量称
为湿蒸汽的干度。表示式为
饱和液体和饱和 蒸汽的混合物
x mv mv mw
mv-湿蒸气中干饱和蒸气的质量 mw-湿蒸气中饱和水的质量
x0 ，饱和液体
干度x的取值范围为0～1。 0﹤x﹤1 ，湿(饱和)蒸汽
x1 ，干饱和蒸汽
• 引入干度x可确定湿蒸汽中所含饱和液体和饱和蒸汽的
6. 了解再热循环和回热循环的基本装置、热力过程及热效率，了 解热电合供循环的基本思想和经济性指标。
本章难点
1. 本章的基本概念较多，也比较抽象，较难理解。 学习中应反复深入地思考，正确理解这些概念的物理 意义，找出其间有机的联系，并在应用中加深理解。
2. 熟练利用水蒸气图表进行相关工程计算在初始阶 段会有一定难度，应结合例题与习题加强练习。
的液体沸点不同。
汽化过程是吸热过程。
如在0.1MPa时，水的沸点为 99.634℃，氨的沸点为-32℃
基本概念
2. 凝结
——物质由气态转变为液态的过程称为凝结。
如水蒸汽冷凝为
液态物质 (吸热)汽化 (放热)凝结
水
气态物质
同压力下蒸汽的凝结 温度与液体的沸点相
等
汽相空间蒸汽分子越多，蒸汽压力越大，凝结速度 越快。
三、水蒸气的焓熵图
欲获得水蒸汽的状态参数,可查
水蒸气表
精确度高,但往往不 太方便、且不直观
水蒸气的焓熵图(莫里尔图)
方便、直观, 但不够精确
临界点C 上界线（x1） 下界线（x0）
——单位质量湿蒸汽中所含饱和蒸汽的质量称
为湿蒸汽的干度。表示式为
饱和液体和饱和 蒸汽的混合物
x mv mv mw
mv-湿蒸气中干饱和蒸气的质量 mw-湿蒸气中饱和水的质量
x0 ，饱和液体
干度x的取值范围为0～1。 0﹤x﹤1 ，湿(饱和)蒸汽
x1 ，干饱和蒸汽
• 引入干度x可确定湿蒸汽中所含饱和液体和饱和蒸汽的
6. 了解再热循环和回热循环的基本装置、热力过程及热效率，了 解热电合供循环的基本思想和经济性指标。
本章难点
1. 本章的基本概念较多，也比较抽象，较难理解。 学习中应反复深入地思考，正确理解这些概念的物理 意义，找出其间有机的联系，并在应用中加深理解。
2. 熟练利用水蒸气图表进行相关工程计算在初始阶 段会有一定难度，应结合例题与习题加强练习。
的液体沸点不同。
汽化过程是吸热过程。
如在0.1MPa时，水的沸点为 99.634℃，氨的沸点为-32℃
基本概念
2. 凝结
——物质由气态转变为液态的过程称为凝结。
如水蒸汽冷凝为
液态物质 (吸热)汽化 (放热)凝结
水
气态物质
同压力下蒸汽的凝结 温度与液体的沸点相
等
汽相空间蒸汽分子越多，蒸汽压力越大，凝结速度 越快。
制冷系统及管路附件培训课件(PPT 33张)
激励学生学习的名言格言 220、每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路。 221、世界会向那些有目标和远见的人让路（冯两努——香港著名推销商） 222、绊脚石乃是进身之阶。 223、销售世界上第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成功地把自己推销给别人之前，你必须百分之百的把自己推销给自己。 224、即使爬到最高的山上，一次也只能脚踏实地地迈一步。 225、积极思考造成积极人生，消极思考造成消极人生。 226、人之所以有一张嘴，而有两只耳朵，原因是听的要比说的多一倍。 227、别想一下造出大海，必须先由小河川开始。 228、有事者，事竟成；破釜沉舟，百二秦关终归楚；苦心人，天不负；卧薪尝胆，三千越甲可吞吴。 229、以诚感人者，人亦诚而应。 230、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会都看到某种忧患。 231、出门走好路，出口说好话，出手做好事。 232、旁观者的姓名永远爬不到比赛的计分板上。 233、怠惰是贫穷的制造厂。 234、莫找借口失败，只找理由成功。（不为失败找理由，要为成功找方法） 235、如果我们想要更多的玫瑰花，就必须种植更多的玫瑰树。 236、伟人之所以伟大，是因为他与别人共处逆境时，别人失去了信心，他却下决心实现自己的目标。 237、世上没有绝望的处境，只有对处境绝望的人。 238、回避现实的人，未来将更不理想。 239、当你感到悲哀痛苦时，最好是去学些什么东西。学习会使你永远立于不败之地。 240、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴们都睡着的时候，一步步艰辛地向上爬 241、世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力。 242、坚韧是成功的一大要素，只要在门上敲得够久、够大声，终会把人唤醒的。 243、人之所以能，是相信能。 244、没有口水与汗水，就没有成功的泪水。 245、一个有信念者所开发出的力量，大于99个只有兴趣者。 246、环境不会改变，解决之道在于改变自己。 247、两粒种子，一片森林。 248、每一发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。 249、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。 250、大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。
第三章 制冷原理及制冷剂
29
干空气分压力和水蒸气分压力：
• 湿空气中干空气的分压力和水蒸气的分压力分别 指当“干空气”和“水蒸气”单独占有“湿空气” 容积，并具有与“湿空气”相同温度时，所具有 的压力。 • 在一定的温度条件下，水蒸气分压力的大小直接 反映了水蒸气含量的多少，是衡量水蒸气含量即 湿空气“干燥”或“潮湿”的基本指标。
减湿冷却过程在H-d图上的表示
38
4. 加湿过程
• 冬季对空气加热，虽然温 度提高了，但相对湿度却 降低了。如车内空气相对 湿度要求必须达到某一定 值时，则需要对空气进行 加湿处理。 空气的加湿过程 • 如果采用电加湿器加湿，其过程是向湿空气喷入水蒸气。 由于水蒸气的焓值较大，所以加湿后湿空气的焓和含湿量 都增大。
(1) 工作温度范围内，具有适宜饱和蒸气压力，即蒸发压力 不宜低于大气压力，以免外部空气渗入制冷机系统；冷凝温 度不宜过高，否则引起压缩机耗功增加。 (2) 常温下在较低的冷凝压力下就能液化。
15
(3) 单位容积制冷量大。对制取一定的制冷量而言，它可以减少压 缩机的输气量，即可减小压缩机的结构尺寸。 (4) 粘度和密度小，以减少制冷剂在系统中的流动阻力损失。 (5) 热导率高。它可提高换热器的传热系数，减少换热设备的传热 面积和金属材料消耗量。 (6) 不燃烧、不爆炸、无毒、对金属材料不腐蚀、对润滑油不发生 化学作用，高温下不分解。 (7) 凝固温度低。以免制冷剂在管道中凝固。 (8) 具有良好电绝缘性能，对封闭式压缩机尤为重要。 (9) 价格低廉、易于获得。 (10) 单位容积压缩功小。 (11) 对人类生态环境无破坏作用，即不破坏大气臭氧层， 不 产 生温室效应。
空气中水蒸气分压力与同温度下“饱和水蒸气分压力” 之比。
33
说明：
干空气分压力和水蒸气分压力：
• 湿空气中干空气的分压力和水蒸气的分压力分别 指当“干空气”和“水蒸气”单独占有“湿空气” 容积，并具有与“湿空气”相同温度时，所具有 的压力。 • 在一定的温度条件下，水蒸气分压力的大小直接 反映了水蒸气含量的多少，是衡量水蒸气含量即 湿空气“干燥”或“潮湿”的基本指标。
减湿冷却过程在H-d图上的表示
38
4. 加湿过程
• 冬季对空气加热，虽然温 度提高了，但相对湿度却 降低了。如车内空气相对 湿度要求必须达到某一定 值时，则需要对空气进行 加湿处理。 空气的加湿过程 • 如果采用电加湿器加湿，其过程是向湿空气喷入水蒸气。 由于水蒸气的焓值较大，所以加湿后湿空气的焓和含湿量 都增大。
(1) 工作温度范围内，具有适宜饱和蒸气压力，即蒸发压力 不宜低于大气压力，以免外部空气渗入制冷机系统；冷凝温 度不宜过高，否则引起压缩机耗功增加。 (2) 常温下在较低的冷凝压力下就能液化。
15
(3) 单位容积制冷量大。对制取一定的制冷量而言，它可以减少压 缩机的输气量，即可减小压缩机的结构尺寸。 (4) 粘度和密度小，以减少制冷剂在系统中的流动阻力损失。 (5) 热导率高。它可提高换热器的传热系数，减少换热设备的传热 面积和金属材料消耗量。 (6) 不燃烧、不爆炸、无毒、对金属材料不腐蚀、对润滑油不发生 化学作用，高温下不分解。 (7) 凝固温度低。以免制冷剂在管道中凝固。 (8) 具有良好电绝缘性能，对封闭式压缩机尤为重要。 (9) 价格低廉、易于获得。 (10) 单位容积压缩功小。 (11) 对人类生态环境无破坏作用，即不破坏大气臭氧层， 不 产 生温室效应。
空气中水蒸气分压力与同温度下“饱和水蒸气分压力” 之比。
33
说明：
蒸汽动力循环和制冷循环52页PPT
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
蒸汽动力循环和制冷循环
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
蒸汽动力循环 ppt课件
2
1
4
13
4
h1
h1 = 129.3 kJ/kg s h2 = 3330.7 kJ/kg s
ppt课件
21
水蒸气的绝热过程
汽轮机、水泵
qhwt
T
1
q=0
wt hh1h2
可逆过程： s
p1 p2 2 2’
不可逆过程
s
ppt课件
22
二、朗肯循环功和热的计算
T
汽轮机作功： wT h1 h2
1
凝汽器中的定压放热量：
1 6
2 s
ppt课件
t
h1 h2 h1 h3
p1 t1 p2
29
三、蒸汽参数对热效率的影响
1、初温 t1 对热效率ηt 的影响
p1 , p2不变，t1
T
1'
1
5
6
t
1
T2 T1
优点：
•T1
t
• x 2 ' ，有利于汽轮
机安全。
4
缺点：
3
2 2 ' • 对耐热要求高，
目前初温一般小
s 于620℃
锅炉Boiler设备图
ppt课件
12
汽轮机（透平Turbine）机组刨面图
ppt课件
13
凝汽器Condenser和冷却塔系统图
ppt课件
14
Natura冷l-却dr塔if实t 体C图ooling Tower
ppt课件
15
10-1、简单蒸汽动力循环——朗肯循环
一、蒸汽动力循环简化
1
12 汽轮机 s 膨胀
基本内容
ppt课件
2
动力循环：以获得功为目的
蒸汽动力循环和制冷循环PPT52页
蒸汽动力循环和制冷循环
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
谢谢！
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
谢谢！
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
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WS H1H2
Q1 H1H4
2、气耗率SSC：Specific Steam Consumption
作出1kW.h净功消耗的蒸气公斤数。
SSC 3600/Ws （Kg.Kw1.h1）
1 2，4 4理想朗肯循环（等熵） 1 2’，4 4’实际朗肯循环（不等熵）
实际Rankine循环
1
实际上，工质在汽轮机和水泵
2
5）热效率 （WS WP）
Q1
Hale Waihona Puke Q2（放热）S6）气耗率SSC =3600/-WN
各状态点的焓值如何确定？
状态点1：根据P1,T1 值查蒸汽表直接得H1,S1
状态点2：根据P2和S2=S1可得H2
注意：状态点2是湿蒸汽H2= xH2g+（1-x) H2L
5 T4
3
1 P1 状态点3：根据P3=P2，且是饱
中不可能是完全可逆的，即不 可能作等熵膨胀或等熵压缩。T
44’
2 2’
4 4’
3
2 2’
这个不可逆性可用等熵效率ηs 来表示。
S 等熵效率ηs的定义：“对膨胀作功过程，不 可逆绝热过程的做功量与可逆绝热过程的做
功量之比。
实际Rankine循环
等熵效率ηs
H 1 2'H 1H 2'
-W S，透平
0.3
~
0.4
2 2’
Q2（放热）
7）气耗S率 SC ： 360/0Ws
S
K g.Kw（ 1.h1）
实际与理想Rankine循环的比 较
T
2 1
6 6’ S1
PH
4
3
PL
5’ 5
4’ 5”
S’4 S’5
S
例1 某蒸汽动力装置按理想Rankine循环工作, 锅炉压力 为 40×105Pa, 产 生 440℃ 的 过 热 蒸 汽 , 乏 气 压 力 为 0.04×105Pa, 蒸汽流量为60t/h, 试求:
§3.1 蒸汽动力循环
蒸汽动力循环原理
1
过 热 器 锅炉
透 平 机
2
4
蒸汽动力循环主要由、锅炉、 透平机和组成。
3 4水在水泵中被压缩升压。 4 1 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，再回到水 泵中，完成一个循环。
P2
和点，查蒸汽表直接得H3, S3 和V3
状态点4：根据S4=S3, 得S4；
2
根据P4=P1和
W PH 4H 3V （ 3P 4P 3 ）
S
得H4
1点(过热蒸汽）
P 14 0 150 P a T 1 44 oC 0 H 133.k0/J k 7 g S 16.9 0k4 /J k1/g K
s,透平，不 H1 H 2'
-Ws,透平，可
H1 H2
T
4’ 4
S，泵 - Ws,泵，不
- W s,泵，可
（（HH44'
H
）
3
H
）
3
3
实际Rankine循环的热效率η
（WS,透平,不 WP’） （H1 H 2’）
Q1 WP’ 0
H1 H4
1
2 2’ S
实际Rankine循环
3） 在 透 平 机 中 对W外 S 做 H2’ 功 H1
(1) 过热蒸汽每小时从锅炉中的吸热量与乏气每小时在冷凝 器中放出的热量和乏气的湿度
(2) 汽轮机作出的理论功率与泵消耗的理论功率. (3) 循环的热效率和气耗率
T
5
Q1
吸热
1 解 1 ） Q ： 1H 1H 4 3） W SH2H1
2） Q2H3H2
4） W PH4H3
V（ 3 P4 P3）
4 3
2） 1）在 在冷锅凝炉器中 中 QQ1吸 2放 H 热 H 热 13量 量 H H42’ ’ 4）在水泵中W消 P 耗 H4’ 功 H3
5 ）等熵 S 效 W W S S,,可 不 率 H H 1 1 H H 2 2 '
Q1吸热 1
6）热效率 （WS WP）
Q1
4’ T
3
H1 H1
HH42’ ’
x0.805 H 2 2. 4 5 0 . 8 5 1 0 . 4 ( 2 1 5 0 6 . 8 1 ) 0 2. 9 5 0 k / k 8 7 J
Q可逆 TdS
1
锅炉 Q1 4
2
冷
T4
WN
凝
器
Q2
3 Q2 Q1 2
水泵
3
WP压缩功
aS b
理想Rankine循环
净 W N 功 W S W P Q 1 Q 2
净功WN= IQ1（面积1ba41）-Q2（面积2ba32）I =面积12341
1
T4
WN
3
2
Ql越大， Q2越小，做的净功 WN就越大。
蒸 汽
理想Rankine循环
水
作
加
热
至
过
锅炉
热 蒸
透
功
平
机
2蒸
T 等S 4
1
等
可逆吸热
S 膨
胀
汽
冷
汽
凝
冷
水压缩 器
凝 成
压
缩 3 相变 2
4
水泵 3 水
S
理想Rankine循环
稳流体系 HQWs 1（ ）
1
Q1H4 1 W HS1H4
过 热 器
锅炉 Q1 4
透 平
WS H12 H2 H1
机
WS可逆绝
3
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
§3.1.1 Rankine (朗肯)循环
3 4 饱和水可逆绝热压缩过程。（等S）
原理
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）
1 2 3 湿蒸汽等压等温可逆冷却为饱和水（相变）。
Ql受锅炉中金属材料的极限的 限制，约550~600oC。
Q2受为环境温度的限制。
a Sb
理想Rankine循环的热效率η 和气耗率SSC
评价动力循环的指标：热效率和气耗率。
1、热效率η： 循环的净功与工质向高温热库吸收的热量之比
（WS
WP）（H1
H 2）（H 3
H
）
4
Q1
H1 H4
WP 0
2 热膨胀功
冷
Q2H23H3H2
凝 器
Q2
WPH3 4 H4 H3
水泵
3
P4
V 水 dP V水 （P4 P3）
P3
WP可逆绝热压缩功
Q1=面积1ba41 Q2=面积2ba32
循环过 U程 0
闭 系 UQW
W Q
1 净 W N 功 W S W PQ 1 Q 2面 1积 23
过 热
透
WS
器
平 机
膨胀功
2点(湿蒸汽) P 2 0 .0 1 4 5 P 0 S a 2 S 1 6 .9k 0 /k J 4 /K g 1
H2SV25.54k4J/k g H2S L12.41k 6J/kg S2SV8.47k4J6 /kg/K S 2SL0.42k2J6 /kg/K
设2点 的 干 度 x， 为 则 V 2S L1. 00c 4m 03/ g 8.474x＋ 6 1（ x）.０ 4226８.6.9041