第十一章 蒸汽动力循环装置蒸汽动力循环装置特点 动力机最早的工质为水蒸气，热力过程状态发生变化 水和水蒸汽不能助燃，只能从外热源吸收热量，所以要配备锅炉，装置设备不同于气体动力循环 燃烧产物不参与循环,可利用各种燃料蒸汽动力循环—朗肯循环 气体动力循环不采用卡诺循环的原因a:定温加热和放热难于进行b:定温线和绝热线斜率接近,循环作功不大 蒸汽动力循环不采用卡诺循环的原因a:蒸汽压缩过程难于实现b:循环局限于饱和区,上限温度受制于临界温度 膨胀末期,蒸汽干度过小,不利于动力机安全一、朗肯循环（RankineCycle） 工质为水蒸气的卡诺循环（56785）一、朗肯循环（RankineCycle） 朗肯循环 朗肯循环水泵消耗功：汽轮机对外作功：循环热效率：水的压缩性很小,w≈0,q=0,所以△u=0,水泵功可近似
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示为水泵功通常相对较小,略去对计算准确度影响很小,故可简化为二、提高蒸汽动力循环热效率的途径与方法提高热效率方法：提高汽轮机入口参数(温度、压力) 降低汽轮机出口压力 减少各过程不可逆性 采用再热、回热等措施提高蒸汽压p1提高初压带来设备强度和乏汽干度降低问题 提高蒸汽初温T1提高初温还可使终态的干度增大,对汽轮机相对内效率和使用寿命有利提高新蒸汽的温度受材料耐热性能的限制 降低终参数p2P2的降低受环境温度的限制,也会引起乏汽干度降低的问题三、有摩阻的实际循环考虑到汽轮机的不可逆损失,则理想循环的可逆绝热过程1-2变为不可逆绝热过程1-2act汽轮机实际所作的功汽轮机的相对内效率汽轮机内蒸汽实际作功与理论功的比值叫做汽轮机的相对内效率,简称汽轮机效率耗汽率装置每输出单位功量所消耗的蒸汽量理想耗汽率D为蒸汽耗量,P0理想输出功率二、提高蒸汽动力循环热效率的途径与方法再热循环 再热循环分析 忽略水泵消耗功，循环作功：循环热效率：二、提高蒸汽动力循环热效率的途径与方法回热循环Q≈01kgkg4回热循环计算热平衡方程为:若忽略水泵功,于是循环净功为从热源吸入的热量为循环的热效率为回热循环的热效率一定大于单纯朗肯循环的热效率循环中工质自热源吸热量、向冷源放热量及循环净功都比原朗肯循环的对应量小。但由于工质的平均吸热温度提高,平均放热温度不变,所以循环热效率提高。 由于工质吸热量减小,锅炉热负荷减低,因而可减少受热面,节省金属材料 由于汽耗率增大,使汽轮机高压端的蒸汽流量增加,低压端流量因抽汽而减小,有利于汽轮机的叶片尺寸设计 由于进入冷凝器的乏汽量减少,可减少冷凝器的换热面积,节省铜材抽汽回热的有利方面:二、提高蒸汽动力循环热效率的途径与方法高初参数与再热、回热的联合应用减少循环中的不可逆损失热电联产循环及其他措施
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