8.5 Rankine Teljesítményciklusok

következő: 8.6 fejlesztések Rankine fel: 8. Teljesítmény ciklusok előző: 8.4 A Clausius-Clapeyron egyenlet tartalom Index

ábra 8.11:Rankine teljesítmény ciklus withtwo-fázis munkafolyadék

látható Infigure 8.11. A ciklus látható , és koordináták A 8.12.ábrán.A Rankine ciklus folyamatai a következők:

$d \rightarrow e$ : Hidegfolyadék kezdeti hőmérsékleten nyomás reverzibilisen magas nyomásra van nyomás alatt egy szivattyúval. Ebben a folyamatban a hangerő változikenyhén.
$e \ rightarrow a$ : Reverzibilis állandó nyomású fűtés kazánban hőmérsékletre.
$a \rightarrow b$ : állandó hőmérsékleten hozzáadott hő (állandó nyomás), a folyadék gőzre való átmenetével.
$b \rightarrow c$ : Isentropicexpansion turbinán keresztül. A minőség a unity atpoint értékről értékre csökken.
$c \ rightarrow d$ : Folyadék-gőz keverék kondenzálthőmérséklet hő kivonásával.

8.12 ábra:Rankine ciklus diagram.Az állomások megfelelnek a 8. ábrán szereplőknek.11

a Rankine-ciklusban az átlagos hőmérséklet, amelyen a hőt szolgáltatják, alacsonyabb, mint a maximális hőmérséklet, , így a hatékonyság kisebb, mint egy Carnot-ciklus, amely ugyanazon maximális és minimális hőmérséklet között működik. A hőelnyelés a következő helyen történik: állandó nyomás felett, de csak a rész izotermikus.Az elutasított hő a felett fordul elő; ez mind állandó hőmérsékleten, mind nyomáson történik.

a Rankine ciklus hatékonyságának vizsgálatához meghatározunk egy átlaghatékony hőmérsékletet, , a hőcsere és azcentricitás különbségei alapján:

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

The thermal efficiency of the cycle is

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

a tömörítési és expanziós folyamatok izentropikusak, így az centropiás különbségek

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

a hőhatékonyság az átlagos effektív hőmérsékletre vonatkoztatva

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

a Rankine ciklushoz $t_{M1} \approx T_1$ $t_{m2} T_2$ . Ebből az egyenletből nemcsak azt látjuk, hogy a ciklus hatékonysága kisebb, mint egy Carnot-ciklusé, hanem a ciklustervezés közötti mozgás irányát is (megnövelt $T_{m2}$ ), ha növelni kívánjuk a hatékonyságot.

számos jellemzője van, hogy meg kell jegyezni aboutFigure 8.12 és a Rankine ciklus általában:

a és a A diagramok nem hasonlóak, mint őka tökéletes gáz állandó fajlagos melegítéssel. Az állandó nyomású reverzibilis hőadalékítási vonal meredeksége a 6. ábrán levezetve
$\displaystyle \left(\frac{\parciális h}{\parciális s}\right)_P = T.$

a kétfázisú tartományban az állandó nyomás konstans hőmérsékletet is jelent, tehát az állandó nyomású hőadalékvonal meredeksége állandó, a vonal pedig egyenes.
az irreverzibilitások hatását a szaggatott vonal képviseli to. Visszafordíthatatlan viselkedés a bővítés során entrópia értéket eredményez $s_{C'}$'}$ a bővítés végállapotában, amely magasabb, mint a . A tágulás végén lévő entalpia (a turbinakivezetés) tehát magasabb az irreverzibilis folyamatnál, mint a reverzibilis folyamatnál, és amint azt a Brayton-ciklus esetében láthatjuk, a turbinamunka irreverzibilis esetben alacsonyabb.
a Rankine-cikluskevésbé hatékony, mint a Carnot-ciklus az adott maximális ésminimális hőmérsékletek esetében, de mint korábban említettük, hatékonyabb, mint a gyakorlati energiatermelő eszköz.