当前课程知识点:工程热力学(下) > 第7章 蒸汽动力循环 > 7-3 实际蒸汽动力循环分析 > Video 7-3_1
我们前面讨论的朗肯循环
没有考虑各种实际损失
它是理想化了的循环
而实际的动力装置它不可避免地
存在各种能量损失以及不可逆因素
对于实际动力循环的分析方法有两类
一类是以能量平衡为依据的
热力学第一定律的分析方法
也叫做热效率法
另一类方法
是基于热力学第二定律的分析方法
有㶲分析法和熵分析法
而㶲分析法
它可以把能量的量和质统一起来
来进行分析
它可以分析各个环节
㶲损失的大小和分布
这样为下一步的
动力设备的改进提供参考意见
我们课程主要介绍
热效率法和㶲分析法
首先我们先来看热效率法
在讲热效率法之前
我们首先先来看一下
实际动力循环
有哪些主要的非理想因素
由于高温高压的蒸汽
经过管道不可避免地向周围环境散热
同时蒸汽在管道里流动时
会产生摩擦损失
所以我们把这些称为管道损失
我们把它集中地表现在1”和1'这一段
然后蒸汽经过主蒸汽阀门的1′和1
这个过程它是一个绝热节流过程
也是一个不可逆过程
节流后的压力降低
这个过程我们用1′1这一段来表示
接下来是蒸汽在这个汽轮机里
它经历的是一个不可逆绝热膨胀过程
我们用虚线1 2′来表示
再一个非理想因素就是水在水泵里
经历的是一个不可逆绝热压缩过程
我们用虚线3 4′来表示
我们前面讲过
因为泵功它所占的份额比较小
所以在大多数情况下都是忽略泵功的
那我们在这个分析过程中
也是把泵功给忽略
忽略了泵功之后
4′的焓值
跟3点的焓值就是相等的
然后我们来看其中的几个效率
首先我们知道可逆循环的效率
我们前面讲朗肯循环的时候已经讲过
它应该是
跟这三个点的焓值是相关的
我们用表达式写出来
接下来是汽轮机的相对内效率
也就是它实际做的功
比上可逆情况下做的功
是这两个焓差的比值
然后我们刚才说了管道
还有阻气门这块有节流
我们用管道 节流
考虑这两个因素
我们用管道效率来表示它
是这两个焓差的比值
最后是我们考虑到
锅炉里面散热和排热
我们用锅炉效率来表示
它是这两个焓差与燃料的热值
这个锅炉的效率是这个
1′′与3点的焓差与这qf
也就燃料热值的比
然后我们再来看一下
整个实际的蒸汽动力循环的热效率
它应该是收益比上代价
这个收益就是环境净功
而这个代价是燃料的热值
也就是我们那个qf
收益比上代价
这收益是循环的净功
而代价是燃料的热量
有的时候也叫做燃料热值qf来表示
这个净功应该是h1-h2′
我们刚才介绍了可逆循环的热效率
以及汽轮机的相对内效率
由这两个表达式
我们可以把h1-h2′比上qf
进行一个变换
把这两个效率引进去
然后再考虑到管道的效率
还有锅炉的热效率
我们整理一下变成这样的一个表达式
我们发现最后这个热效率
应该是四个效率的乘积
也就是可逆循环效率 相对内效率
管道效率和锅炉效率
也就是说实际的蒸汽动力循环
它是由四个效率相乘而组成的
然后我们再来看一下发电的效率
发电的效率
如果说考虑发电的效率
那也是收益比上代价
但是这个收益是什么
是你发出来多少的电
这个电功率是多少
这个电工是多少
从我们动力循环输出的功
到后面发出的电
中间还有两个效率
一个是机械的效率
还有一个电机的效率
把这两个效率
我们利用这两个效率的定义式
和我们发电效率里面这两个关系
我们整理一下
它最后是六个效率相乘
也就是我们刚才的可逆循环效率
相对内效率 管道效率 锅炉效率
乘上机械效率 再乘以一个电机效率
六个效率相乘
这个就是我们从热效率法的分析
我们得到了最后的这个结论
-6-0 导引
-6-0 作业
-6-1 纯物质的热力学面及相图
-6-1 作业
-6-2 汽化与饱和
-6-2 作业
-6-3 水蒸气的定压发生过程
-6-3 作业
-6-4 水及水蒸气状态参数的确定及其热力性质图表
-6-4 作业
-6-5 水蒸气的热力过程
-6-5 作业
-第6章 章节小测验
-7-1 概述
-7-2 朗肯循环
-7-2 作业
-7-3 实际蒸汽动力循环分析
-7-3 作业
-7-4 蒸汽再热循环
-7-4 作业
-7-5 蒸汽回热循环
-7-5 作业
-7-6 热电联产循环
-7-6 作业
-7-7 燃气-蒸汽联合循环
-7-7 作业
-7-8* 高效及绿色发电技术
-第7章 章节小测验
-8-0 导引
-8-0 作业
-8-1 空气压缩制冷循环
-8-1 作业
-8-2 蒸气压缩制冷循环
-8-2 作业
-8-3 热泵
-8-3 作业
-8-4* 热泵与节能环保
-8-5 吸收式制冷循环
-8-5 作业
-8-6 其他形式制冷循环
-8-6 作业
-8-7* 制冷剂与环保
-第8章 章节小测验
-9-0 导引
-9-0 作业
-9-1 混合气体的成分
-9-1 作业
-9-2 分压定律与分容积定律
-9-2 作业
-9-3 混合气体参数的计算
-9-3 作业
-9-4 理想气体的混合熵增
-9-4 作业
-9-5 湿空气及其状态参数
-9-5 作业
-9-6 湿空气的焓及熵
-9-6 作业
-9-7 比湿度的确定及湿球温度
-9-7 作业
-9-8 湿空气的焓湿图与热湿比
-9-8 作业
-9-9 湿空气的基本热力过程
-9-9 作业
-9-10* 环保节水型冷却塔简介
-第9章 章节小测验
-10-0 导引
-10-0 作业
-10-1 研究热力学微分关系式的目的
-10-1 作业
-10-2 特征函数
-10-2 作业
-10-3 数学基础
-10-3 作业
-10-4 热系数
-10-4 作业
-10-5 熵、内能和焓的微分关系式
-10-5 作业
-10-6 比热容的微分关系式
-10-6 作业
-10-7 克拉贝龙方程和焦汤系数
-10-7 作业
-10-8 实际气体对理想气体性质的偏离
-10-8 作业
-10-9 维里方程
-10-9 作业
-10-10 经验性状态方程
-10-10 作业
-10-11 普遍化状态方程与对比态原理
-10-11 作业
-第10章 章节小测验
-11-1 概述
-11-1 作业
-11-2 热力学第一定律在反应系统中的应用
-11-2 作业
-11-3 化学反应过程的热力学第一定律分析
-11-3 作业
-11-4 化学反应过程的热力学第二定律分析
-11-4 作业
-11-5 理想气体的化学平衡
-11-5 作业
-11-6 热力学第三定律及绝对熵
-11-6 作业
-第11章 章节小测验
-期末考试