第十一章蒸汽动力循环

来源：网络收集时间：2026-09-06

导读：第十一章第一节第二节蒸汽动力循环水蒸汽作为工质的卡诺循环基本蒸汽动力装置理想循环第三节 — 朗肯循环其他蒸汽动力循环简介基本要求：1。熟练掌握朗肯循环的工作过程和原理 2。熟练掌握影响朗肯循环热效率的因素、有关热效率的计算和和分析及p-v图

第十一章第一节第二节

蒸汽动力循环

水蒸汽作为工质的卡诺循环基本蒸汽动力装置理想循环

第三节

— 朗肯循环其他蒸汽动力循环简介

基本要求：1。熟练掌握朗肯循环的工作过程和原理 2。熟练掌握影响朗肯循环热效率的因素、有关热效率的计算和和分析及p-v图和T-s图 3。了解其他蒸汽动力循环

第一节

水蒸汽作为工质的卡诺循环

1.汽水混合物压缩过程c-5难以实现。 2.循环局限于饱和区，上限温度受限于临界温度，效率不高。 3.膨胀末期水分过多，不利于动力机。

第二节

基本蒸汽动力装置的理想循环——朗肯循环

一、朗肯循环及其工作过程1. 工作过程

2. 朗肯循环的p-v图和T-s图 p T1 4 5 6 1 4 3 2 3 5 6

v 1—2:汽轮机中绝热膨胀 2—3:冷凝器中定压冷凝 3—4:给水泵中绝热压缩 4—5—6:锅炉中定压加热 6—1:过热器中定压加热

T1 4 5 6 1 4 3 5 6

2 b

v1. 热效率

二、朗肯循环的热效率、汽耗率每千克新蒸汽在锅炉和过热器中吸收的热量为

q1 h1 h4

=面积4561ba4

每千克废汽在冷凝器中向冷却水放出的热量为

q2 h2 h3 =面积23ab2

T1 4 5 6 1 4 3 5 6

2 b

v循环净热量为

q q1 q2 (h1 h4 ) (h2 h3 )

每千克蒸汽在汽轮机中作功为 ws1 h1 h2 =面积12cd1 每千克蒸汽在水泵中耗功为 ws 2 h4 h3 =面积34dc3 循环净功为

w ws1 ws 2 (h1 h2 ) (h4 h3 ) (h1 h4 ) (h2 h3 )

w (h1 h2 ) (h4 h3 ) 循环的热效率为 t q1 (h1 h4 )略去水泵消耗比轴功，

q=w

h3 h4

h1 h2 t h1 h3h3=h2’ 蒸汽动力装置的热效率为

T1 5 4 3 6

h1 h2 t h1 h2

例11-1 某远洋船的汽轮机按朗肯循环用过热蒸汽工作，蒸汽的初始参数为： p1=5Mpa,t1=440℃,冷凝器中的蒸汽压力 p2=0.005Mpa,试求循环热效率。解根据p1=5Mpa,t=440℃,由水蒸气h-s图(附图1)中找到

点1,查得h1=3293.2kJ/kg。h2=2069.2kJ/kg p2=0.005Mpa查饱和水蒸气表得 h2′=137.77 kJ/kg

p2 X=1

h1 h2 32932 20692 . . t 0.3879 32932 137.77 . h1 h2

2. 汽耗率汽耗率也是衡量蒸汽动力装置工作好坏的重要经济指标之一。汽耗率d表示每产生1千瓦小时的功(等于3600kJ)需要消耗多少kg的蒸汽。 1kg蒸汽在一个循环中所作的功为

w h1 h2

3600 d h1 h2

kg /(kW h)

h1 h2 t (h1 h' 2 )3600 d t (h1 h' 2 ) kg /(kW h)

汽耗率d随热效率ηt的提高而降低

三、蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响h1 h2 t h1 h21.初温t1对热效率的影响t1 t T1 5 4 3 6

初温、初压和

终压

1’

提高初温还能提高绝热膨胀终点的干度。

2 2’

2.初压p1对热效率的影响 T1’ 1 5’ 5 4 3 6’ 6

p1 t

2’ 2

s 提高初压将使绝热膨胀终点的干度下降。因为提高初温能提高废汽的干度,所以提高初压和提高初温应同步进行。

3.终压p2对热效率的影响

1 5 4 3

p2 t

4’ 3’

2 2’

s 终压p2(t2对应的饱和压力)的降低受到环境温度的限制。

对于汽轮机动力装置,终压的范围为p2=0.003-0.004MPa。

例11-2 某基本蒸汽动力装置，其新汽压力p1=170bar,t1=550℃,汽轮机排汽压力p2=0.05bar。求汽轮机所产生的功；循环热效率；汽耗率；若汽轮机相对内效率ηoi=0.90,则实际循环热效率与实际汽耗率为多少？

解根据p1=170bar,t1=550℃,查表得 h1=3424kJ/kg,s1=6.4434kJ/(kg· K)。 h可逆过程1—2: s2=s1= 6.4434kJ/(kg· K) p2=0.05bar时， h2’=137.77kJ/kg h2”=2561.2 kJ/kg , s1 ’=0.4762kJ/(kg· K) s2” =8.3952 kJ/(kg· K)

p2X=1

s 2 s1' 6.4434 0.4762 x2 " ' 0.75 s 2 s 2 8.3952 0.4762" ' h2 x2 h2 (1 x2 )h2 1980 / kg kJ

w h1 h 2 3424 1980 1444kJ / kg 3424 1980 h1 h2 t h h 0.4394 1 2 3424 137 .77d 3600 3600 2.49kg /(kW h) h1 h2 3424 1980 h1

1-3为实际过程

h1 h3 oi h1 h2 h3 h1 oi (h1 h2 ) 3424 0.9 14442 3

p2X=1

2124 4kJ / kg . 3424 2124 .4 h1 h3 t h h 0.3955 1 2 3424 137 .77 3600 3600 d 2.77kg /(kW h) oi (h1 h2 ) 0.90 (3424 1980)

本章小结：1。朗肯循环的基本原理和基本计算

工作原理、热效率及有关计算、汽耗率、 p-v图和T-s图2。蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响

初温t1、初压p1、终压p23。了解其他蒸汽动力循环再热循环、回热循环、热电合供循环

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