当前位置：文档之家 › 蒸汽动力循环与制冷循环ppt课件

蒸汽动力循环与制冷循环ppt课件

  • 格式：ppt
  • 大小：1.42 MB
  • 文档页数：72

下载文档原格式

  / 72

合集下载

第七讲 蒸汽动力循环跟制冷循环

第七讲 蒸汽动力循环跟制冷循环
（H 3 H 4） （WS WP） （H 1 H 2） H1 H 4 Q1 WS H1 H 2 WP 0 Q1 H1 H 4
2018/10/2
§7.1 蒸汽动力循环
稳定流动体系的热力学第一定理：
2 流体通过压缩机、膨胀机 ∵ u2≈0，g Z≈0，若绝热过程Q=0 Ws= H= H2-H1
高压高温蒸汽带动透平产生轴功。 （流体通过机械设备的旋转轴与环境所交换的 能量，称为轴功Ws。）

H gZ u
闭 系U Q W
W Q
过 热 器 锅炉
1 净功WN WS WP Q1 Q2 面积12341 Q可 逆 TdS
透 平 机
WS 膨胀功
1
Q1
2
冷 凝 器
T
Q2
4 3
WN Q2
Q1 2
4
水泵 WP压缩功
3
a
S
b
2018/10/2
理想Rankine循环
净功WN WS WP Q1 Q2
结论:卡诺循环不 适合变热为功!
4
T
冷凝器 3
S
郎肯循环与卡诺循环的区别
（1）工质进汽轮机状态不同 （2）膨胀过程不同
卡诺循环：湿蒸汽
郎肯循环：干蒸汽
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
郎肯循环：饱和水
（4）压缩过程不同
卡诺循环：等熵过程 郎肯循环：不可逆绝热过程，若忽 略掉工作介质水的摩擦与散热，可 简化为可逆过程。
第七章 蒸汽动力循环 和制冷循环
2018/10/2
第七章内容

9.第七章 蒸汽动力循环和制冷循环

9.第七章 蒸汽动力循环和制冷循环

水 泵
冷 凝 器
3
朗肯（Rankine）被后人誉为那个时代 的天才，他的初等教育基本是在父亲及 家庭教师的指导下完成的。进入爱丁堡 大学学习2 年后，他离校去做一名土木 工程师。1840 年后，他转而研究数学 物理，1848 ～1855 年间，他用大量精 力研究理论物理、热力学和应用力学。 1855 年后，Rankine 在格拉斯哥大学 担任土木工程和力学系主任。1853 年 当选为英国皇家学会会员。他一生论著 颇丰，共发表学术论文154 篇，并编写 了大量的教科书及手册，其中一些直到 现今还在作为标准教科书使用。 朗肯在热力学、流体力学 及土力学等 领域均有杰出的贡献。他建立的土压力 理论，至今仍在广泛应用。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。
锅炉
Condensor 冷凝器 2 – 3 表示乏汽在冷凝 器中的等温等压冷凝 过程，放出的热量。
水泵
汽轮机
冷凝器
Q2 H H 3 H 2 kJ / kg
能量分析
Pump 水泵
H Q Ws
锅炉
3 – 4 表示冷凝水通过 水泵由P3升压至P4的可逆 绝热压缩过程，需要消耗 的轴功
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
实际上，工质在汽轮机和水泵 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 2 2’ 4 4’ 这个不可逆性可用等熵效率ηs 来表示。
4’
1 4
3
S
2 2’
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。

蒸汽动力循环与制冷循环

蒸汽动力循环与制冷循环

NP
mWP
mH 4
H3
60 103 3600
125 .5 121 .5
67kW
热效率
3600
PT
Q1
NP
3600 20452 67
190 .9106
0.3844
•
例5-2 在某核动力循环装置，锅炉温度为 320
℃的核反应堆吸入热量Q1，产生压力为7MPa、温度为 360 ℃的过热蒸汽 (点1) ，过热蒸汽经汽轮机膨胀作
s
Ws不 Ws可
H1 H2 H1 H2
• 实际 Rankine 循环的热效率
H1 H2 H3 H4 H1 H2
H1 H4
H1 H4
例5-1 某一理想的Rankine循外，锅炉的压力为4MPa， 产生440℃过热蒸汽,汽轮机出口压力为0.004MPa,蒸汽流量 60t/h,求
平均吸热温度
T 10 5
Tm
1
6 9
T
1' 1
c
4'
5'
p1
4
p1
5
4
3
2
x2
8
7S
图 8-3 图 图 图 图 图 图
等效Carnot循环的平均吸热温度 Tm
3
p2
2' 2
x2 x2
S 图 8-4 图 图 图 图 图 T-S 图
1与1'点的压力高低 ？
• 2. 提高蒸汽的压力
当蒸汽压力提高时，热效率提高、而汽 耗率下降。但是随着压力的提高，乏汽的干度 下降，即湿含量增加，因而会引起透乎机相对 内部效率的降低．还会使透平中最后几级的叶 片受到磨蚀，缩短寿命。乏汽的干度一般不应 低于0.88。另外，蒸汽压力的提高，不能超过 水的临界压力，而且设备制造费用也会大幅上 升。

第六章 蒸汽动力循环和制冷循环2解读

第六章 蒸汽动力循环和制冷循环2解读
净功WN= IQ1（面积1ba41）-Q2（面积2ba32）I =面积12341
1
T
WN

4 3

2

Ql越大， Q2越小，做的净功 WN就越大。 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。
2019/3/12
a
S
b
用T-S图表示热和功
T-S图 ：温-熵图 T-S图的用处： (1)体系可逆地从状态A到状 态B,在T-S图上曲线AB下的 面积就等于体系在该过程中 的热效应，一目了然。
§6.3 制冷循环
§6.3.1 蒸汽压缩制冷循环 §6.3.2 吸收制冷循环
2019/3/12
前言
循环：

体系从初态开始，经历一系列的中间状态，又重 新回到初态，此封闭的热力学过程称为循环。
蒸汽动力循环：
是以水蒸汽为工质，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
第六章 蒸汽动力循环 和制冷循环
2019/3/12
第六章内容
工作原理 循环中工质状态变化 §6.1.1 Rankine(朗肯)循环 能量转换计算 §6.1.2 Rankine循环的改进 循环过程热力学分析 §6.2 气体绝热膨胀制冷原理
§6.1 蒸汽动力循环
§6.2.1 节流膨胀 §6.2.2 对外作功的绝热膨胀
蒸 汽 作 功
理想Rankine循环
1
T
等 S4 压 缩 可逆吸热 等 S 膨 胀
2
冷 凝 水压缩 器 水泵
4
3
蒸 汽 冷 凝 成 水
3
相变
2
2019/3/12
S

化工热力学 蒸汽动力循环与制冷循环

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

化工热力学第六章 蒸汽动力循环与制冷循环

化工热力学第六章 蒸汽动力循环与制冷循环

WS=(1-)(H3- H2)+(H2-H1)
6.1 蒸汽动力循环
ws 热效率 QH ws Qh 能量利用参数 QH
6 蒸汽动力循环与制冷循环
6.1 蒸汽动力循环 6.2 膨胀过程 6.3 制冷循环
6.2 膨胀过程
膨胀过程在实际当中经常遇到，如：高压流 体流经喷嘴、汽轮机、膨胀器及节流阀等 设备或装置所经历的过程，都是膨胀过程。 下面讨论膨胀过程的热力学现象。着重讨 论工业上经常遇到的节流膨胀和绝热膨胀 过程及其所产生的温度效应
⑵H1升高，因为水不可压缩耗功很少，一般 可忽略不计，但H1增加，必须使P1、t1增加， P1太大会使设计的强度出现问题，从而使制 造成本增加，提高效率的收益，并不一定 能弥补成本提高的花费。
6.1 蒸汽动力循环
卡诺循环要求等温吸热和等温放热以及等 熵膨胀和等熵压缩。在朗肯循环中，等温 放热、等熵膨胀和等熵压缩这三各过程基 本上能够与卡诺循环相符合，差别最大的 过程是吸热过程。现在主要问题是如何能 使吸热过程向卡诺循环靠近，以提高热效 率。显然改造不等温吸热是提高热效率的 关键，由此提出了蒸汽的再热循环和回热 循环。
6.1 蒸汽动力循环
1）蒸汽动力循环与正向卡诺循环 2）蒸汽动力循环工作原理及T-S图 3）朗肯循环 4）提高朗肯循环热效率的措施 5）应用举例
6.1 蒸汽动力循环
4）提高朗肯循环热效率的措施
要提高朗肯循环的热效率，首先必须找出影响热 效率的主要因素，从热效率的定义来看
对卡诺循环 对朗肯循环
ws TL c 1 QH TH
H ( )T P H ( )p T
H ( ) P CP T
6.2 膨胀过程
H ( )T T J ( ) H P P CP

第8章_蒸汽动力循环及制冷循环

第8章 蒸汽动力循环及制冷循环将热能变为机械能组成循环的热力过程。

根据所采用工质的不同，热力原动机循环分为两类：以蒸汽为工质的称为蒸汽动力循环，而以气体为工质的则称为气体循环。

制冷循环是一种逆向循环。

逆向循环的目的在于把低温物体(热源)的热量转移到高温物体(热源)去。

如果循环的目的是从低温物体(如冷藏室、冷库等)不断地取走热量，以维持物体的低温，称之为制冷循环；如果循环的目的是给高温物体(如供暖的房间)不断地提供热量，以保证高温物体的温度，称之为热泵循环。

本章学习要求要求学生了解蒸汽动力循环的基本过程，掌握Rankine 循环的热力学分析方法，热效率、气耗率的概念与计算，以及Rankine 的改进方法。

在制冷循环中，要求掌握逆Carnot 循环与蒸汽压缩制冷循环的基本组成，制冷系数和单位工质循环量的计算；了解热泵的基本概念和在工业生产中的应用。

最后了解与掌握空气液化及其计算方法。

重点与难点8.1 Rankine 循环HLH s c T T Q w -=-=1ηST图6-1 Rankine 循环示意图 图6-2 Rankine 循环的T-S 图Rankine 循环中工质历经的各个单元过程是完全理想化的(忽略工质的流动阻力与温差传热)，以单位质量的工质为基准，运用稳流过程热力学第I 定律进行分析：12→过程：透平机中工质作可逆绝热膨胀过程(等熵膨胀)，对外输出轴功S W ：1S 21W H H H (kJ kg )-=∆=-⋅(6-1)32→过程：湿蒸汽在冷凝器中的等压等温冷凝过程(相平衡)，工质冷凝放热量L Q ：1L 32Q H H H (kJ kg )-=∆=-⋅(6-2)34→过程：饱和水在水泵中作可逆绝热压缩过程(等熵压缩)，水泵消耗轴功S,PUMP W ：1S,PUMP 43W H H H (kJ kg )-=∆=-⋅(6-3)由于水的不可压缩性，在压缩过程中水的体积变化微小，S,PUMP W 可按下式计算：423P S,PUMP H O 43P W VdP V (P P )=≈⋅-⎰(6-4)41→过程，实际上含44'→(给水预热)、4'1'→(等压等温汽化或两相平衡)及1'1→(饱和蒸汽过热)三个阶段，工质在锅炉与过热器中吸收的热量H Q ：1H 14Q H H H (kJ kg )-=∆=-⋅(6-5)热效率(即热机效率或第I 定律效率)和汽耗率是评价蒸汽动力循环的经济技术指标。

化工热力学6Chapter6蒸汽动力循环与制冷循环(New)

度下降,故压力一般不单独提高,通常乏汽干度≮88%,为安全起见,最好为饱 和蒸汽。
3.分析举例
Chapter 6.蒸汽动力循环与制冷循环 §6.1蒸汽动力循环
五、提高Rankine循环热效率的主要措施 (一)提高蒸汽的初参数即温度和压力 (二)提高冷凝器效率和尽可能降低冷却水的温度以便尽可能降低 乏汽压力 1.原理 （1）提高冷凝器效率目的是缩小工质与冷却水之间的传热温差 即缩小了传热推动力； （2）降低冷却水的温度的目的是在传热推动力不变的情况下降 低乏汽压力 2.限制 （1）冷凝器效率提高受冷凝器传热面积的限制即冷凝器投资的 限制； （2）冷却水的温度的降低受季节和地理位置的限制 (三)利用其它低温余热预热锅炉给水即提高锅炉进口的水温 原理：缩小工质在锅炉中与燃气之间的传热温差
6．汽耗率 SSC=m/N=60103/(2.045410466.87)=2.943 kg/(kWh)
10
1．例5-8 1.57MPa、484℃的过热水蒸气推动透平机作功，并在 0.0687MPa下排出。此透平机既不可逆也不绝热，输出的轴 功相当于可逆绝热膨胀功的85%。由于隔热不好，每kg蒸汽 有7.12kJ的热量散失于20℃的环境。此过程的理想功、损失 功和热力学效率。
四、计算举例
例 题 6-1(P135~137) 某 蒸 汽 动 力 循 环 按 朗 肯 循 环 工 作 , 锅 炉 压 力 为 4MPa, 产 生 440℃的过热蒸汽,乏汽压力为4kPa,蒸汽流量60吨/时，试按理想朗肯循环计 算①乏汽的干度;②汽轮机的理论功率;③水在锅炉中吸收的热;④水泵的理论 功率;⑤乏汽在冷凝器中放出的热;⑥循环的热效率;⑦循环的汽耗率。
NTid=m(h1h2)/3600=60103(3307.12079.87)/3600=2.0454104 kW 4．泵功率 NP=m(h4h3)/3600=60103(125.472121.46)/3600=66.87 kW

第8章 蒸汽动力循环与制冷循环2


8.4.1 逆向 逆向Carnot循环 循环
QH
冷凝器
T 2
压缩机
3
p2 TH 3 2 p1 4 1 S
膨胀机
4
QL
蒸发器
1
TL
S4 S1 (a) 逆Carnot循环制冷示意图 循环制冷示意图 图 图8-11 逆Carnot循环制冷过程 (b) T-S图 循环制冷过程
循环的制冷系数ξ 循环的制冷系数 特点 Carnot循环的制冷系数 C取决于高温和低温热源的 温度
二.蒸汽压缩制冷循环
工作原理及T 1. 工作原理及T-S图 主要设备有: 主要设备有: 压缩机 冷凝器 膨胀机(节流阀) 膨胀机(节流阀) 蒸发器 四部分组成. 四部分组成. 4
1
气 轮 机
2
锅炉 冷 凝 器
4
水泵
3
P1T1的高压高温蒸汽进入 气轮机等熵膨胀到状态2 气轮机等熵膨胀到状态2, 同时对外做功, 同时对外做功,2点状态 为乏汽从汽轮机流出后进 入冷凝器, 入冷凝器,乏汽在冷凝器 中放出汽化潜热而变为该 压力下的饱和水, 压力下的饱和水,放出的 热量由冷却水带走, 热量由冷却水带走,达到 状态3 状态3,饱和水经水泵升 压到P1进入锅炉, P1进入锅炉 压到P1进入锅炉,在锅炉 吸收热量, 吸收热量,使工质变化到 状态1 完成一个循环. 状态1,完成一个循环.
重点内容
1)Rankine循环的热力学分析方法,热效率,气 循环的热力学分析方法,热效率, 循环的热力学分析方法 耗率的概念与计算,以及Rankine的改进方法 耗率的概念与计算,以及 的改进方法 . 2)了解 2)了解Otto循环和Diesel循环燃气循环和燃气轮 了解Otto循环和 循环和Diesel循环燃气循环和燃气轮 机过程分析; 机过程分析; 3) 逆Carnot循环与蒸汽压缩制冷循环的基本组 循环与蒸汽压缩制冷循环的基本组 制冷系数和单位工质循环量的计算; 成,制冷系数和单位工质循环量的计算; 4) 热泵的基本概念和在工业生产中的应用; 热泵的基本概念和在工业生产中的应用; 5)了解深冷循环,掌握空气液化及其计算方法. 了解深冷循环, 了解深冷循环 掌握空气液化及其计算方法.

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
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(1)此动力循环中蒸汽的质量流量; (2)汽轮机出口乏气的湿度; (3)循环的热效率.
8
例7-2 插图
t=320 ℃
1
汽轮机
核
反 应 堆
锅 炉
4
2 或2’ 冷 凝器
3
T P1=7MPa, t1=360 ℃ 1
4
3
2 2’
P2=0.008MPa
S
9
一. 提高郎肯循环热效率的措施
对卡诺循环： 对郎肯循环：
– ③ 热电循环效率 QRH
QH
QH H1 H 7
QRH H6 H 2 ws H1 H 2 (1 )H 2 H3
而 ws
QH
故 ws Qh
QH
16
1 汽轮机
锅 炉
7
P’2
α
(1-α)kg 3
冷
热
凝器
用
户
4
卡诺循环：等温过程
郎肯循环：不可逆吸热过程， 5 沿着等压线变化
3.郎肯循环过程的热力学计算
(1)工作介质在锅炉中吸热量
QH H 41 H1 H 4
kJ/kg
(2)工作介质在冷凝器中排放的热量
QL H 2'3 H 3 H 2'
kJ/kg
QL H 23 H 3 H 2
6
5
水泵 加热器 水泵
T
1
7α 6
2
5
1-α
4
3
S
17
4.应用举例
[P140-143 例6-3、6-4]例6-3自看
例6-4.某化工厂采用如下的蒸汽动力装置以同时提供动力和 热能。已知汽轮机入口的蒸汽参数为3.5MPa,435 ℃,冷凝 器的压力为0.004MPa,中间抽汽压力P’为0.13MPa,抽 汽量为10kg/s,其中一部分进入加热器,将锅炉给水预热到 抽汽压力P’下的饱和温度,其余提供给热用户,然后冷凝成 饱和水返回锅炉循环使用。已知该装置的供热量是 50103kJ/h.试求此蒸汽动力循环装置的热效率与能量利 用系数。
② 排气压力受供热温度影响，较郎肯循环排气压力 高,大于大气压力；
③ 热电循环效率 =循环热效率+提供热用户的热量/
输入的总热量。 QL
QH
14
qH
4
1 锅 炉
汽轮机
WS
2
qL
T
4 3
3
1 2
S
15
（2）抽气式汽轮机联合供电供热循环
特点：
– ① 工质部分供热，部分作功
– ② 供热量与乏汽无关
再热循环的热效率
ws wSH wSL wp wSH wSL
Q
QH QRH
QH QRH
T 8
7 6
1 P1 3p
22 p3
45
S
1
2
wsh+wsL 34
QR
H
结论：（1）η提高
（2）乏汽湿含量减少，干度增加
11
2.回热循环
1 1kg
T
αkg
(1-α)kg
2’
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 郎肯循环：饱和水
（4）压缩过程不同
卡诺循环：等熵过程
郎肯循环：不可逆绝热过程，若忽 略掉工作介质水的摩擦与散热，可 简化为可逆过程。
（5）工作介质吸热过程不同
H 2, H 4
结论：
(1)减少了工作介质吸热过程的温差（不可逆）， 由TH-T4减少到TH-T6
(2)热效率提高，但设备成本提高。
13
3. 热电循环
分为两种：
（1）背压式汽轮机联合供电供热循环
特点：
① 冷凝器中冷却工质的介质为热用户的介质（不一 定是冷却水）冷凝温度由供热温度决定，QL得以汽轮机
和水泵有浸蚀作用，汽
T
轮机带水量不得超过
10%，水泵不能带入蒸
T吸
4
汽进泵；
QH
1
Ws
(2)绝热可逆过程实
T放
3
际上难以实现。
第一个具有实际意
2
QL
义的蒸汽动力循环是郎 肯循环。
S T-S图
4
2.郎肯循环
郎肯循环也是由四个步骤组成，与卡诺循环不同表现在
（1）工质进汽轮机状态不同
c

ws QH
1 TL TH
ws H1 H2 H1 H2
QH H1 H 4 H1 H3
要使η↑： (1) H2↓，降低压力P2（汽轮机出口蒸汽压力）
(2) H1↑，提高汽轮机进口蒸汽的压力或温度
(3) 使吸热过程向卡诺循环靠近，以提高热效率
10
1.再热循环
2
6
水
5
6
4 3
3
5
4
1
αkg
2’
(1-α)kg
2
S
12
回热循环的热效率
ws wp QH QL 1 (1)(H2 H3)
QH
QH
H1 H6
抽气量α 取回热器作能量衡算
H 2, H 5 (1 )H 5 H 4
H5 H 4
ws
QH
7
4.应用举例 [P177 例7-1～7-2]例7-1自看
例7-2 某核动力循环如图所示，锅炉从温度为320℃ 的核反应堆吸 入热量Q1产生压力为7MPa、温度为360 ℃ 的过热蒸汽（点1）， 过热蒸汽经汽轮机膨胀做功后于0.008MPa压力下排出（点2）， 乏气在冷凝器中向环境温度 t0=20 ℃ 下进行定压放热变为饱和水 （点3），然后经泵返回锅炉（点4）完成循环，已知汽轮机的额定 功率为15104 kW,汽轮机作不可逆的绝热膨胀,其等熵效率为0.75, 而水泵可认为作可逆绝热压缩,试求:
第七章
蒸汽动力循环与制冷循环
1
7.1 蒸汽动力循环
一. 蒸汽动力循环为正向卡诺循环 二. 蒸汽动力循环
1.工作原理及T-S图
蒸汽动力循环的主要设备有：
透平机（汽轮机）
冷凝器
水泵
锅炉、过热器等组成
工作介质一般为水
2
锅炉
4
1
汽 轮 机
2
冷 凝 器
3
水泵
P1T1的高压高温蒸汽进入 汽轮机等熵膨胀到状态2， 同时对外做功，2点状态 为乏汽从汽轮机流出后进 入冷凝器，乏汽在冷凝器 中放出汽化潜热而变为该 压力下的饱和水，放出的 热量由冷却水带走，达到 状态3，饱和水经水泵升 压到P1进入锅炉，在锅炉 吸收热量，使工质变化到 状态1，完成一个循环。
（理想）
(3)汽轮机工作介质的单位产功量
ws H12' H 2' H1 ws H12 H 2 H1
kJ/k （g 理想）
∵
s
WS WSR

H1 H2' H1 H2
∴ WS sWSR
6
(4)水泵中工作介质的单位耗功量
wp H H 4 H 3
kJ/kg
由于液态水的不可压缩性，水泵中工作介质耗功量可 按下列式近似计算
wp vdp vp vp4 p3
(5)热效率
定义：锅炉中所提供的热量转化为净功的量
数学式： (ws wp ) H1 H2 H3 H4
QH
H1 H4
wp远小于ws