8.5 Rankinovy Cykly | Balanced Body

Další: 8.6 Vylepšení Rankinův: 8. Cykly s Předchozí: 8.4 Clausius-Clapeyron Rovnice Obsah Index

Obrázek 8.11:Rankinův cyklus napájení withtwo-fáze pracovní tekutiny

schéma komponenty Rankinův cyklus je zobrazen inFigure 8.11. Cyklus je zobrazen na , a souřadnice na Obrázku 8.12.Procesy v Rankinův cyklus, jsou následující:

$d \rightarrow e$ : Coldliquid na počáteční teplota je pod tlakem reverzibilně vysokým tlakem pomocí čerpadla. V tomto procesu se změní hlasitostmírně.
$e \ rightarrow a$ : Reverzibilní ohřev při konstantním tlaku v kotli na teplotu.
$a \rightarrow b$ : Teplo dodané při konstantní teplotě (constantpressure), s přechod z kapaliny na páru.
$b \rightarrow c$ : Isentropicexpansion přes turbíny. Kvalita klesá z unity atpoint na .
$c \ rightarrow d$ : Směs kapalina-pára kondenzovaná atherature extrakcí tepla.

obrázek 8.12: Rankinův diagram cyklu.Stanice odpovídají stanicím na obrázku 8.11

V Rankinův cyklus, průměrná teplota, při které teplo je suppliedis nižší než maximální teplota, , tak, že efficiencyis méně než Carnotův cyklus pracující mezi stejnými maximumand minimální teploty. Pohlcování tepla probíhá atconstant tlak , ale pouze část je izotermický.Odmítnuté teplo se vyskytuje nad ; to je při konstantní teplotě i tlaku.

zkoumat účinnost Rankinova cyklu, definujeme meaneffective teplota, , pokud jde o teplo vyměněné a theentropy rozdíly:

$\displaystyle q_H$	$\displaystyle = T_{m2} \Delta s_2$
$\displaystyle q_L$	$\displaystyle = T_{m1}\Delta s_1.$

The thermal efficiency of the cycle is

$\displaystyle \eta_\textrm{thermal} = \frac{T_{m2} (s_b - s_e)- T_{m1} (s_c- s_d)}{T_{m2} (s_b - s_e)}.$

komprese a expanze procesy jsou izoentropická, tak theentropy jsou rozdíly související s tím, že

$\displaystyle s_b -s_e =s_c -s_d.$

tepelná účinnost může být psán z hlediska průměrné effectivetemperatures jako

$\displaystyle \eta_\textrm{tepelné} =1 - \frac{T_{m1}}{T_{m2}}.$

Pro Rankinův cyklus, $T_{m1} \approx T_1$ $T_{m2} T_2$ . Fromthis rovnice vidíme, a to nejen z důvodu, že cyklus efficiencyis méně než Carnotův cyklus, ale směrem se pohybovat, má z cyklu design (zvýšená $T_{m2}$ ), pokud chceme zv účinnosti.

Existuje několik funkcí, které by mělo být poznamenal, aboutFigure 8.12 a Rankinův cyklus obecně:

diagramy nejsou podobné ve tvaru, jak byli s ideální plyn s konstantním specifickým ohřívá. Sklon ofa konstantní tlak reverzibilní tepelné toho je, jak vyplývá inChapter 6,
$\displaystyle \left(\frac{\partial h}{\partial y}\right)_P = T$

Ve dvoufázové oblasti, konstantní tlak znamená také constanttemperature, takže sklon je konstantní tlak, teplo additionline je konstantní a linka je rovný.
efekt převratnosti je reprezentován přerušovanou čarou z do. Ireverzibilní chování během expanze výsledky v valueof entropie $s_{c}$'}$ na konci stavu expanze, která vyšší než . Entalpie na konci expanze (theturbine exit) je tedy vyšší o nevratný proces, než pro reverzibilní proces, a, jak je vidět na Braytonova cyklu, theturbine práce je tedy nižší v případě nevratné.
Rankinův cycleis méně účinnější než Carnotův cyklus pro dané maximální andminimum teploty, ale, jak řekl dříve, je více efektivní asa praktické výrobu energie zařízení.