工程热力学第10章.ppt

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1、?★水蒸汽动力装置，如国际先进的蒸汽电厂的热效率仅仅40左右，燃料发热量中约50%在冷凝器中被冷却水带走，所以解决能源危机的一个有效途径是革冷凝器的命——撤销冷凝器，提高热效率！？★蒸汽动力装置朗肯循环热效率较低，利用制冷循环创造人造低温环境，实现作功和制冷双赢！第10章开篇第十章蒸汽动力装置循环Vaporpowercycles2本章学习目标2.指出摩阻对水蒸气朗肯循环的影响并进行计算；3.描述蒸汽动力装置再热循环的构成、画出循环p-v图和T-s图，分析再热对循环的影响；5.分析讨论提高蒸汽动力装置循环经济性指标的

2、热力学措施。1.描述水蒸气朗肯循环的构成，画出水蒸气朗肯循环p-v图和T-s图，计算循环参数、耗气率和热效率。4.说明并分析计算蒸汽动力装置抽汽回热循环的实施及构成，画出循环p-v图和T-s图，计算抽汽量和抽汽回热循环其它参数；6.复述讨论提高蒸汽装置能量综合利用的途径和原理。10-1蒸汽动力装置的朗肯循环10-2再热循环10-3回热循环10-4热电合供10-5燃气-蒸汽联合循环本章教学内容教学参考资料：工程热力学(第五版)410-1蒸汽动力装置的朗肯循环1）蒸汽是历史上最早广泛使用的工质，19世纪后期蒸汽动力装置

3、的大量使用，促使生产力飞速发展，促使资本主义诞生。2）目前世界约75%电力、国内78%电力来自火电厂，绝大部分来自蒸汽动力。3）蒸汽动力装置可利用各种燃料。4）蒸汽是无污染、廉价、易得的工质。一、蒸汽动力装置(steampowerplant)概述和简化蒸汽电厂示意图6.蒸汽动力装置工作流程和简化6...1234p11234p1.p2p21.水蒸气的卡诺循环二、朗肯循环(Rankinecycle)水蒸气卡诺循环有可能实现，但：1）温限小2）膨胀末端x太小3）压缩两相物质的困难实际并不实行卡诺循环....ss72.水蒸

4、气朗肯循环1）流程图2）p-v及T-s图..123456..p112465.p1bap2.3...ss.....8???3）朗肯循环的热效率9若忽略水泵功，同时近似取h4h3，则4）耗汽率(steamrate)及耗汽量理想耗汽率(idealsteamrate)d0—装置每输出单位功量所消耗的蒸汽量耗汽量工程上10三、初参数对朗肯循环热效率的影响1.初温t1或循环1T2T3561T=循环123561+循环11T2T21..1T2T不变但循环123561平均吸热温度高于循环11T2T21，而放热温度相同。....11

5、2.初压力p1但x2下降且p太高造成强度问题.....不变12...2b3b4b3.背压p2但受制于环境温度，不能任意降低同时，x2下降。讨论：我国幅员辽阔，四季温差大，对蒸汽发电机组有影响吗？例A466167基本不变例A46615513.123465p1.....2act4act四、有摩阻的实际朗肯循环1.T–s图及h-s图忽略水泵功：不变...142.不可逆性衡量a）汽轮机内部相对效率ηT（简称汽机效率）近代大功率汽轮机ηT在0.92左右设计中，选定ηT按h1–h2—理想绝热焓降（idealenthalpydr

6、op;isentropicenthalpydrop）h2act的确定方法：运行中，测出p2及x2，按hx=x2h″+(1-x2)h′15c）装置有效热效率ηePe—有效轴功率，ηm—机械效率3.实际内部耗汽率di和耗汽量Dib）装置内部热效率（internalthermalefficiency）忽略水泵功：考虑机械损失实际内部功率1610-2再热循环（reheatcycle）一、再热循环设备流程及T-s图...p1pb....问题的由来17？二、再热对循环效率的影响忽略泵功：ηt取决于再热压力的选择！18..p1p

7、bpb’a’b’2’其他影响：x末上升（根本目的）；d0下降；系统复杂化，投资上升。再热压力过低再热压力过高Tm2不变，Tm1下降，ηt↓Tm2不变，Tm1上升，ηt↑，但x2改善不大。..与原循环相比与原循环相比Tm1Tm2T’m1T”m1........一、抽汽回热循环概述（regenerativecyclewithsteamextraction，regenerativecyclewithfeed-waterheater）约500K（227℃）随π变约850K（580℃）约36℃（6kPa）不能如燃气轮机装置般

8、回热10-3回热循环（regenerativecycle）20.1-αkgαkg0101’...蒸汽动力装置循环回热的两种方式混合式.1kg1-αkg...21间壁式工程多采用间壁式，热力学分析两者相似。22四、回热循环计算1.抽汽量忽略泵功2.回热器(regenerator)R熵方程：??能量方程：233.循环分析Tm1Tm2T’m1Tm2不变，Tm1上升