第8章蒸汽动力循环与制冷循环ppt课件.ppt

《第8章蒸汽动力循环与制冷循环ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第8章蒸汽动力循环与制冷循环将热能变为机械能必须通过循环才能完成，而组成循环的热力过程主要是在热力原动机中进行的。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。其中以蒸汽动力循环最为主要，其研究对象不是原动机的结构与构件，而是工质所经历的状态及其变化过程。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。根据Clausius对热力学第二定律的描内容概要述，要使热量从低温物体传到高温物体，必须提供机械能或热能作为代价

2、。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。习惯上，制冷温度在-100℃以上者，称为普冷，低于-100℃者称为深冷。制冷广泛应用于化工生产中的低温反应、结晶分离、气体液化以及生活中的冰箱、空调、冷库等各方面。逆Carnot循环热力学原理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；2)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Ra

3、nkine循环的改进方法。3)了解Otto循环和Diesel燃气循环和燃气轮机过程分析；4)热泵的基本概念和在工业生产中的应用；5)了解深冷循环，掌握空气液化原理及其计算方法。重点内容热机将热能转化为机械能等动力的装置工厂、交通工具、居民、办公用电热力循环过程热机的工作循环蒸汽动力循环燃气动力循环制冷获得并保持低于环境温度的操作制冷循环输入外功实现从低温环境吸热排向高温环境的循环蒸汽动力循环蒸汽压缩制冷循环P1T1的高压高温蒸汽进入气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

4、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。8.1蒸汽动力循环－Rankine循环过程分析水泵锅炉1234气轮机冷凝器T-S图QHQLWsTS1234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郎肯循环。8.1.1Rankine循环锅炉过热器汽轮机冷凝器水泵12341234TS(b)T-

5、S图(a)工作原理图2’图8-1Rankine蒸汽动力循环装置组成循环过程（1）工质进汽轮机状态不同（2）膨胀过程不同（3）工质出冷凝器状态不同（4）压缩过程不同（5）工作介质吸热过程不同郎肯循环：饱和水郎肯循环：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。郎肯循环：不可逆吸热过程，沿着等压线变化卡诺循环：湿蒸汽卡诺循环：等熵过程卡诺循环：气液共存卡诺循环：等熵过程卡诺循环：等温过程郎肯循环也是由四个步骤组成，与卡诺循环不同表现在郎肯循环：干蒸汽郎肯循环：不可逆绝热过程1→2过热水蒸汽在汽轮机内等

6、熵膨胀，变成湿蒸汽，同时对外作输出轴功2→3湿蒸汽在冷凝器内等压、等温冷凝，变成饱和液体水3→4冷凝水在水泵中等熵压缩，进回至锅炉4→1水在锅炉中吸收热量，完成预热、汽化、过热阶段过程，变成过热水蒸汽热力学分析汽轮机中工质对外作功量(过程1→2)冷凝器中工质对外放热量水泵消耗的压缩功量工质从锅炉中吸收的热量热效率汽耗率蒸汽动力装置中每输出1的净功所消耗的蒸汽量例8.2某核动力循环如图所示，锅炉从温度为380℃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0.8M

7、Pa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15104kW,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:(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.例题8.1核反应堆锅炉汽轮机t=380℃12或2’34冷凝器P1=7MPat1=360℃22’134TS提高Rankine循环热效率的途径降低冷凝器温度提高锅炉温度平均吸热温度1与1'点的压力

8、高低？等效Carnot循环的平均吸热温度Tm8.1.2Rankine循环的改进8.1.2.1回热循环8.1.2.2再热循环x2’图8-7再热循环图TS11’22’5643x211'2’356过热器再热器汽轮机发电机冷凝器冷却水锅炉给水泵(a)工作原理图(b)T-S图目前超高压(蒸汽初压为13和24MPa或更高)的大型电厂几乎毫无例