第六章 蒸汽动力循环和制冷循环ppt课件.ppt

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1、第六章蒸汽动力循环与制冷循环EnginesandRefrigeration6蒸汽动力循环与制冷循环目的：研究循环中热、功转换的效果及其影响因素，探求提高能量转换效果的途径。内容：1.讨论蒸汽动力循环的热效率、功以及循环中各工质状态的变化2.制冷循环的热力学分析要求：掌握工作原理、工质状态变化、能量转换计算、能量转换效果热力学分析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6.1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1）蒸汽动力循环与正向卡诺循环高

2、温向低温传热是自发过程，是产功过程，正向卡诺循环是由两个可逆等温过程和两个可逆绝热过程组成的，用T-S图表示为6.1蒸汽动力循环正向卡诺循环：工质吸热温度大于工质排热温度正向卡诺循环是动力循环，是最理想的情况，因为它产功最大。6.1蒸汽动力循环卡诺循环产功最大，但实际上很难实现，问题在于：①湿蒸汽对汽轮机和水泵有侵蚀作用，汽轮机带水量不能超过10%，水泵不能带入蒸汽进泵；②绝热可逆过程实际难以实现。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2）蒸汽动力循环工作原理及T-

3、S图蒸汽动力循环的主要设备有：汽轮机、冷凝器、水泵、锅炉四部分，工作介质一般为水。6.1蒸汽动力循环P1、T1的高温高压蒸汽进入汽轮机等熵膨胀到状态2，对外作功，2点状态为乏汽，从汽轮机流出进入冷凝器，乏汽在冷凝器中放出汽化潜热QL，而变为该压力下的饱和水，放出的热量QL由冷却水带走，达到状态3，饱和水经水泵压到P1进入锅炉，锅炉吸收热量QH，使工质变化到状态1，完成一个循环。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3）朗肯循环Rankine朗肯循环的原理：也是由四个

4、部分组成6.1蒸汽动力循环朗肯循环的过程为：1-2′：产功过程，在汽轮机中进行若忽略的工质的摩擦与散热，此过程可简化为可逆绝热膨胀（等熵膨胀）2′-3：乏气放热过程，等温等压冷凝放热在冷凝器中进行，在冷凝器里，冷却水把工质的热量带走，使其转变为饱和液体6.1蒸汽动力循环3-4：耗功过程，饱和液体水在水泵中升压，可认为可逆绝热压缩4-1：工质吸热过程，等压升温、汽化过程。在锅炉中进行水6.1蒸汽动力循环朗肯循环过程热力学计算⑴工质在锅炉中的吸热量Q1=ΔH=H1－H4KJ/Kg⑵工质在冷凝器中排放的热量Q2=ΔH=H3－H2KJ/Kg6.1蒸汽动力循环⑶汽轮机中工质的单位产功量W

5、SR=H2－H1KJ/KgWS=ΔH=H2′－H1KJ/Kg∴∵6.1蒸汽动力循环⑷水泵中工质的单位耗功量Wp=ΔH=H4－H3KJ/Kg由于液态水的不可压缩性，水泵中工质的耗功量可按下式进行计算kJ/kg6.1蒸汽动力循环⑸热效率定义：锅炉中所给的热量中转化为净功的量。6.1蒸汽动力循环⑹气耗率定义：输出1kwh的净功所消耗的蒸汽量SSC（specificsteamconsumption）。显然，热效率越高，汽耗率越低，表明循环越完善6.1蒸汽动力循环计算步骤：a.先将蒸汽动力循环过程在T-S图上表示出来b.确定各点的状态，并查出H,S值c.计算能量变化，热效率，汽耗率6.1

6、蒸汽动力循环一般已知：p1，t1，p2各点H、S具体的确定方法如下：状态点1，根据p1、t1值查表得H1、S1值；状态点2，根据p2,,而S2=S1，根据p2时的饱和水和饱和水蒸汽的熵，计算出干度。可得H2、t2；状态点3，根据p3=p2，等压线与饱和液体线的交点，可确定H3、S3；状态点4，p4=p1，S4=S3；由p4、S4值可确定H4、S4值。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

7、因素，从热效率的定义来看对卡诺循环对朗肯循环6.1蒸汽动力循环提高热效率⑴H2降低，H2一般受压力P2及对应压力下的饱和温度的限制，一般以大气温度为极限，t2不可能小于大气温度，况且，当P2一定，H3也就一定了。6.1蒸汽动力循环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