8.5 Rankinen tehojakso

seuraavauppreviouscontentsindeksi
seuraava: 8.6 Rankinen parannukset: 8. Tehojaksot edellisen kanssa: 8.4 The Clausius-Clapeyron Equation Contents Index

Kuva 8.11:Rankine power cycle withwo-phase working fluid

Image fig6RankineSchematic_web

a schematic of the components of a Rankine cycle is näytetään 8.11. Jakso näkyy $ p$$ v$$ t$$ s$, ja $ h$$ s$ koordinaatit kuvassa 8.12.Rankine-syklin prosessit ovat seuraavat:

  1. $ d \rightarrow e$: Kylmäneste alkulämpötilassa $ T_1$ paineistetaan palautuvasti korkeapaineeksi pumpun avulla. Tässä prosessissa tilavuus muuttuuhieman.
  2. $ e \rightarrow a$: Käännettävä vakiopainelämmitys kattilassa lämpötilaan$ T_2$.
  3. $ a \rightarrow b$: lämpöä lisätään vakiolämpötilassa $ T_2$ (vakiopaine), jolloin neste muuttuu höyryksi.
  4. $ b \rightarrow C$: Isentropicexpansion through a turbine. Laatu heikkenee unity atpoint $ b$$ X_c 1$.
  5. $ C \rightarrow d$: Neste-höyry seos kondensoitunut attemperatuuri $ T_1$ uuttamalla lämpöä.
Kuva 8.12:Rankinen syklikaavio.Asemat vastaavat kuvassa 8 esitettyjä asemia.11

Image fig6RankineCyclePV_webImage fig6RankineCycleTS_webImage fig6RankineCycleHS_web

Rankine-syklissä keskilämpötila, jossa lämpöä syötetään, on pienempi kuin maksimilämpötila,$ t_2$, joten tehokkuus on pienempi kuin Carnot-syklissä, joka toimii samojen enimmäis-ja minimilämpötilojen välillä. Lämmön absorptio tapahtuu tasaisessa paineessa $ Eab$, mutta vain osa $ ab$ on isoterminen.Hylätty lämpö tapahtuu yli $ cd$; tämä tapahtuu sekä vakiolämpötilassa että paineessa.

tarkastellaksemme Rankiinisyklin tehokkuutta, määrittelemme keskiteholämpötilan, $ T_m$, vaihdetun lämmön ja erotuksen suhteen:

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

The thermal efficiency of the cycle is

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

pakkaus-ja laajentumisprosessit ovat isentrooppisia, joten niiden erot liittyvät

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

lämpöhyötysuhde voidaan kirjoittaa keskimääräisten efektivetemperatuurien mukaan

$\\displaystyle\eta_ \textrm{Thermal} =1 - \ frac{T_{M1}}{T_{m2}}.$

Rankkasyklille, $ t_{m1} \approx T_1$$ t_{m2} T_2$. Tästä yhtälöstä näemme paitsi syyn siihen, että syklin tehokkuus on pienempi kuin Carnot-syklin, myös suunnan liikkua syklin suunnittelun välillä (lisääntynyt $ t_{m2}$), jos haluamme lisätä tehokkuutta.

on useita piirteitä, jotka kannattaa huomioida noin numerossa 8.12 ja Rankiinisyklissä yleensä:

  1. $ t$$ s$ ja $ h$$ s$ diagrammit eivät ole muodoltaan samanlaisia, koska ne olivat täydellisellä kaasulla, jonka ominaislämpö oli vakio. Vakiopaineen palautuvan lämmönlisäyslinjan kulmakerroin on luvussa 6,
    $\displaystyle \left(\frac{\partial h}{\partial s}\right)_P = T.$

    kaksivaiheisella alueella vakiopaine tarkoittaa myös vakiolämpötilaa, joten vakiopainelämmön additiolinjan kulmakerroin on vakio ja suora.

  2. hirren vaikutusta kuvaa$ b$$ b$

– $ C'$'$. Irreversiibeli käyttäytyminen laajennuksen aikana johtaa entropian arvoon $ s_{C'}$'}$$ C'$'$ laajennus, joka on suurempi kuin $ s_c$. Laajennuksen lopussa oleva entalpia (teturbiinin poistuma) on siten suurempi irreversiibelissä prosessissa kuin palautuvassa prosessissa, ja kuten Braytonin syklissä nähdään, urbiinityö on siten pienempi irreversiibelissä tapauksessa.

  • Rankine-sykli on Carnot-sykliä tehottomampi annettujen maksimi-ja minimilämpötilojen suhteen, mutta, kuten aiemmin todettiin, se on tehokkaampi käytännön voimantuotantolaite.

    • mutaiset pisteet

    mistä asteet Rankiini tulee? Liittyvät Rankine syklit?(MP 8.9)

    nextuppreviouscontentsindex
    seuraava: 8.6 parannukset Rankine up: 8. Tehojaksot edellisen kanssa: 8.4 The Clausius-Clapeyron Equation Contents Index

    UnifiedTP

    admin

    Vastaa

    Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.