卡诺循坏的效率的新的应用

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1、1、卡诺循坏的效率工质在循环中所作的净功与其由热源吸收的热量Z比称为循坏效率，显然:耳仃卡=净功/吸热量=Wo/qi=(qi—q2)/qi=l—q2/qi=1-T2AS/TiAS=l-Ti/T2(2-39)分析上式，可得如下重耍结论：（1）卡诺循坏的热效率决定于热源温度T1和冷源温度T2（即工质的吸、放热温度）而与工质性质无关。提高T】，降低T2,可以提高循坏效率。（2）卡诺循坏热效率只能小于1。因为，耍使8或T2=0K都是不可能的。即q2只能减小而无法避免。（3）当Ti=T2时，Xi卡=0,即，在没有温差的系统中，无法实现热转换成有用的热力循坏。也就是说，只有一个热源而

2、无冷源的热机是无法实现的。2、卡诺循坏是最住循坏在相同的热源温度T1和冷源温度T2条件下，卡诺循坏的热效率最高。因为实际的循环都或多或少地存在着一定的不可逆，而且，要实现对工质加热而不使其温度升高，放热而不使具温度降低，是很难做到的，因而，实现卡诺循环是不町能的。即便如此，也不影响卡诺循坏从理论上指明提高实际循坏热效率的方向和限度所作岀的重大贡献。逆向卡诺循环是制冷机的理想循环，其功和热的关系与正向循环的数值相同，方向相反。1、卡诺循坏的效率的新的应用（加入热泵之后，热能的平衡关系有变化）丁质在循环屮所作的净功与其由热源吸收的热址之比称为循环效率，显然:n_卡=净功/吸热

3、量=Wo/qi=（qi+Aq—q2）/q】△q=—qo+COPqo=qo（COPT）COP热泵的能效比；qo应用热泵之后损失的热能；加入热泵Z后，热能的平衡关系有变化结果：儿种典型的循坏原理加以分析介绍。一、朗肯循环朗肯循环是最简单的火力发电厂的理论循环，如图212所示。它的循环过程为:首先将凝汽器内的凝结水用凝结水泵4和给水泵6打入锅炉1,该过程为给水的绝热图嘔翻蜩的发I一有过热霧的锅炉；2-汽轮机和发电机；3—凝汽器；4—凝结水泵；5—除氧器；6—给水泵；7—循环水泵。压缩过程，打入锅炉的水在锅炉内定压吸热、汽化和过热；从锅炉来的新蒸汽在汽轮机2中绝热膨胀作功过程；作

4、完功的乏汽在凝汽器内的定压凝结放热过程。以上四个过程在T-s图上表示如图1-B。图2-13中，过程线1-2为过热蒸汽在汽轮机中的绝热膨胀过程。此吋每千克蒸汽在汽轮机内部所作的技术功为:伦机屮的绝热膨胀过程。此时每千克蒸汽在汽伦机内部所作的技术功为:图2-13郎肯循环的T-S图W：=hi-h2(2-40)式中，hi进汽熔，kj/kg；hi乏汽熔，kj/kgo过程线2—3表示乏汽在凝汽器屮的定压放热过程。每千克工质放岀的热量为：£2=h2—h3(2-41)式屮，h3——乏汽压力P2下的凝结水熔，kj/kgo过程线3—4表示凝结水在给水泵中的绝热压缩过程。给水泵所消耗的技术功为

5、：WP=h4-h3(2-42)式中，h>——离开给水泵时(P»=Pi)的未饱和水熔，kj/kgo过程线4—5—6—1表示未饱和水在锅炉的省煤器、汽包和过热器屮定压加热、汽化并最后形成过热蒸汽的过程。每T克工质吸入的热量为:qi=hi~hi(2-43)(一)朗肯循坏的热效率每一循坏屮工质所作的循坏净功等于汽轮机所作的功减去给水泵消耗的功，即Wo=Wt—Wp=(hi—112)—(h4—h3)=(hi—hi)—(P12—Ph)=qi_q2则朗肯循坏的热效率为：nt=Wo/qi=[(hl—h2)—Wp]/[(hl—h3)—WP](2-44)鉴于水的压缩性极小，绝热压缩后其比容可认

6、为不变，即u4~u3,因而所需要的压缩功微不足道，即u4=u3o所以给水泵所消耗的技术功可近似计算为：WP=hi—hs^Piu4—P3u3a(Pi—P3)u3^(Pi—P2)U对见，水泵功的数值主耍随初压入而变化。但在P.^lOMPa时，Wp通常仅占Wt的1%左右,故在一般粗略估算时，可认为Wp^O,于是：式中，h2——为乏汽压力下凝结水焰，kj/kgo（二）提高朗肯循环热效率的途径以上己经分析岀，朗肯循坏热效率的数值取决于蒸汽的初恰hl、终焰h?以及乏汽压力F饱和水的焰hb,而h】决定于Pi和S也决定于P】、ti和P2；h，则由匕决定。因此，朗肯循环效率实际上由三个参数

7、即初参数Pi、S和终压P2决定。如前所述，欲提高任何可逆循坏的热效率都必须捉高工质的平均吸热温度和降低其平均放热温度。对于朗肯循坏而言，提高P1可以相应捉高饱和温度儿，从而提高吸热平均温度T啊。但提高P1受到排汽终湿度的影响和限制。过份提高Pi使排汽湿度增加，这将叨显增大汽轮机内部的不可逆损失，从而使相对内效率下降，还可能引起汽轮机的危险振动其至导致叶片折断等重人事故，故通常不允许乏汽湿度高于0.12〜0.150提高蒸汽的初温5虽然对提高平均吸热温度的效果不十分显著，但对以降低排汽温度。也就是说，提高初压所带來的不利彩响可通过