Водяной Цикл Карно

Рис. 6.6. Циклы Карно и Ренкина насыщенного водяного пара в Т, 5-диаграмме

Цикл Карно для водяного пара [c.296]

Термический к. п. д. цикла Ренкина увеличивается с возрастанием начальных параметров пара. Если в качестве рабочего тела применяют водяной пар, то повышение начальной температуры ограничено сравнительно малой критической температурой /цр = 374,15° С, но связано с высоким давлением = 221,29 бар. Применение перегретого пара при максимальных значениях температуры 560—600° С и давлениях до 250 бар увеличивает к. п. д. цикла, однако и при этих условиях он значительно ниже к. п. д. цикла Карно. [c.308]

Другим способом приближения цикла паросиловой установки к циклу Карно является использование нескольких рабочих веществ, каждое из которых применяется в интерва,ле между наивысшей и низшей температурами цикла, наиболее соответствующем физическим свойствам данного вещества. Подобный бинарный ртутно-водяной цикл изображен на рис. 15.5 (подробнее бинарные циклы рассматриваются в гл. 18). [c.524]

Процессы преобразования теплоты, полученной при сгорании топлива, в механическую работу осуществляются в паросиловых установках, рабочим телом в которых чаще всего являются вода и водяной пар. Рассмотрение циклов паросиловых установок начнем с наиболее экономичного из них в заданном интервале температур — цикла Карно. Принципиальная схема установки и цикл представлены па рис. 12.1 и 12.2. [c.200]

Рис, 12.2. Прямой цикл Карно для водяного иара в трех диаграммах состояния [c.200]

ЦИКЛ КАРНО ДЛЯ ВОДЯНОГО ПАРА [c.163]

Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат (см. гл. 5) и его можно осуществить, если в качестве рабочего тела использовать влажный, например водяной, пар. С точки зрения термодинамики представляется целесообразным осуществлять в тепловых паровых двигателях цикл Карно, так как он имеет наибольший термический к, п. д. ti k в заданном диапазоне изменения температур. На рис. 15.1 представлена схема паротурбинной установки, а на рис. 15.2—цикл Карно на влажном паре [c.142]

В цикле Ренкина для условий вышеприведенного примера отношение объемов Оз/1 2 = 0,001 (рис. 15.3) против 0,55 в цикле Карно соответственно уменьшаются и размеры водяного насоса [c.143]

Другой способ приближения цикла паросиловой установки к циклу Карно состоит в использовании нескольких рабочих веществ, каждое из которых применяется в температурном интервале, наиболее соответствующем физическим свойствам данного вещества. Примером является бинарный ртутно-водяной цикл (рис. 8.6). [c.513]

Известно, что использование в качестве рабочего тела насыщенного пара позволяет осуществить на практике цикл Карно. Постоянство температуры в изобарном процессе подвода или отвода теплоты обеспечивается вследствие испарения или конденсации части насыщенного пара. Цикл Карно для водяного пара [c.204]

По изложенным соображениям цикл Карно на практике не применяется, а в паросиловых установках используется цикл, в котором осуществляется полная конденсация отработавшего пара, и вместо громоздкого компрессора устанавливается питательный водяной насос, подающий конденсат в парогенератор. В таком цикле, называемом циклом Ренкина, возможно применение перегретого пара, что также повышает экономичность цикла. [c.206]

К сожалению, даже цикл Карно насыщенного водяного пара обладает весьма низким КПД из-за невысоких температур насыщения. Например, при давлении 9,8 МПа температура насыщения составляет 311°С. При температуре холодного источника, равной 25°С,т] карно = 1— — (273 -Н 25) / (273 311) =0,49. Дальнейшее увеличение температуры Т, а значит, и давления р[ не имеет смысла, ибо, мало увеличивая КПД, оно приводит к утяжелению оборудования из условий прочности, а также к уменьшению количества теплоты Ри забираемой каждым килограммом воды в процессе испарения 41 (из-за сближения точек 4 и 1 на рис. 6.6 и 6.8 по мере повышения температуры). Это означает, что для получения той же мощности необходимо увеличивать расходы воды и пара, т. е. габариты оборудования. [c.66]

Неоспоримые преимущества в этой связи приобретает использование для целей охлаждения влажного водяного пара. Известно, что к. п. д. цикла, совершаемого таким паром, может отличаться от к. п. д. цикла Карно, описанного в интервале тех же температур, на величину, определяемую потерями в проточной части паровой турбины. Тем самым обеспечивается высокая степень преобразования тепла в механическую работу. Благодаря наличию взвешенной влаги возрастает суммарная теплоемкость охлаждающего агента. Это, в свою очередь, уменьшает требуемые расходы охлаждающего агента и необходимые площади проходного сечения охлаждающего тракта. Существенное значение для условий охлаждения приобретает также интенсификация теплообмена вследствие наличия взвешенной влаги в потоке пара. Исследования, проведенные в Ленинградском политехническом институте, показали, что содержание (2—3%) влаги существенно увеличивает коэффициент теплоотдачи от нагретой поверхности к потоку насыщенного пара [8]. [c.205]

Цикл со сжатием пара вместо конденсации исключает потери теплоты парообразования и при применении перегрева и регенерации делается аналогичным рассмотренному выше обобщенному тепловому циклу (см. фиг. 2) с возможностью получения термического к. п. д., по своему значению близкого к значению к. п. д. теоретического цикла Карно. Этим объясняется интерес к циклу со сжатием пара, проявленный еще в начале текущего столетия, когда появились первые догадки о возможности осуществления этого цикла. Вопросами применения цикла со сжатием пара вместо его конденсации занимались и в 30-годах нашего столетия. Однако эта задача осталась неразрешенной и теоретически не разработанной, несмотря на проявленный к ней интерес. Обычное рассмотрение цикла заключалось в серии тепловых расчетов без их общего анализа. Анализу цикла мешала ограниченная область параметров водяного пара, в которой он рассматривался. Термодинамические свойства водяного пара лишают возможности проводить аналитические выкладки, имеющие практическое значение. Реализации цикла не позволяли недостаточные сведения о [c.92]

Изменение термического к. п. д. цикла Рен-кина насыщенного пара ч с учетом и без учета работы питательного(и конденсатного) насоса приведено на фиг. 49, из которой видно, что к. п. д. имеет максимум при = = 350° С и = 170 ата в расчете принято, что р 0,04 ата, 1 — 2Ъ,(Ь° С.С повышением начальных параметров отклонение к. п. д. цикла Ренкина насыщенного водяного пара от к. п. д. цикла Карно увеличивается (фиг. 49, [c.77]

Дальнейшее повышение начального давления водяного пара сверх 225 250 ата при температуре около 600° С, определяемой свойствами металлов, не дает значительного улучшения термодинамических и экономических показателей. С повышением давления в этой области к. п. д. водяного цикла возрастает незначительно вес и стоимость теплового оборудования сильно возрастают. Применение температуры перегрева сверх 600° С при высоком давлении пока технически не обеспечено. При этом к. п. д. идеального цикла высоко перегретого водяного пара все же значительно ниже к. п. д. цикла Карно, что обуславливается физическими и термодинамическими свойствами водяного пара как рабочего вещества. [c.528]

В связи с этим компрессор цикла Карно для сжатия пароводяной смеси заменяется в цикле Ренкина водяным насосом. Работа, затрачиваемая на этот насос, меньше работы, затрачиваемой на пароводяной компрессор цикла Карно, За счет разности этих работ значительно увеличивается полезная работа цикла Ренкина. Однако термический к. п. д. цикла Ренкина, конечно, меньше термического к. п. д. цикла Карно, так как большей работе цикла Ренкина соответствует одновременно большая затрата на цикл тепла qi. В цикле Карно теплота расходуется только на парообразование, вследствие чего qi = / ], а в цикле Ренкина, кроме того, и на подогрев питательной воды от температуры Тн До Тн - [c.151]

Цикл паросиловой установки для водяного пара значительно отличается от цикла Карно и имеет невысокий относительный термический к. п. д., который уменьшается при увеличении давления.. [c.162]

Отклонение к. п. д. цикла Ренкина от к. п. д. цикла Карно при перегретом водяном паре значительно больше, чем при насыш,енном водяном паре. [c.163]

Для ртутного пара при одинаковых верхнем и нижнем температурных пределах отклонение цикла Ренкина от цикла Карно значительно меньше, чем для водяного пара, что особенно заметно при повышении давления и температуры. [c.163]

Из сопоставления циклов на водяном насыщенном паре и цикла на ртутном насыщенном паре наглядно видно, что причиной отклонения к. п. д. этих паровых циклов от цикла Карно является степень отклонения нижней пограничной кривой от адиабаты. У водяного пара это отклонение велико, у ртутного пара — незначительно. [c.21]

Схема теплосиловой установки, в которой осуществляется цикл Карно на влажном паре, представлена на рис. 11-1. В паровой котел 1 поступает влажный водяной пар малой степени сухости х. За счет сгорания в топке котла топлива (уголь, мазут, природный газ и др.) к влажному пару подводится тепло, и степень сухости пара повышается до значений х, близких к единице. Процесс подвода тепла в котле происходит при постоянном давлении и при постоянной температуре Ti. [c.357]

Для ртутного пара в интересующем нас практически температурном интервале величина (п = 2000 — 2500, тогда как для водяного пара <0 = 600 — 300 и резко падает с повышением давления и температуры. Следовательно, именно с переходом к высокому давлению отклонение цикла Ранкина для водяного пара от цикла Карно будет сказываться в максимальной степени. [c.13]

Для ртутного пара при одинаковых верхнем и нижнем температурных пределах отклонение цикла Ранкина от цикла Карно значительно меньшее, чем для водяного пара. [c.14]

Фиг. 4. Отклонение цикла Ранкина от цикла Карно при насыщенном и перегретом водяном паре с начальным давлением 30 ата.

ЦИКЛ КАРНО ДЛЯ ВОДЯНОГО ПАРА И ЕГО НЕДОСТАТКИ [c.204]

Пользуясь h., < -диа1раммой водяного пара, посчитать КПД цикла Ренкина па насыщенном паре при давлении перед турбиной 9,8 МПа. Сравнить с КПД цикла Карно, имеющего те же параметры, а также цикла Ренкина при перегреве пара до 540 °С. Давление за турбиной Р2 = 4 кПа. [c.68]

Действительная эффективность бинарного цикла значительно выше эффективности паро-водяной установки термический к. п. д. его достигает 0,8—0,85 от величины к. п. д. цикла Карно, работаю- [c.309]

Рассмотрим цикл Ренкина на перегретом паре. Термодинамические циклы Карно и Ренкина насыщенного пара имеют довольно низкий к. п. д., что связано главным образом с невысокой температурой пара на входе в паровую турбину. Максимальная температура насыщ,енного водяного пара может быть не выше температуры воды в критической точке кр = 374,15 °С, что соответствует давлению ркр = 22,1 МПа. [c.166]

Повышающий трансформатор теплоты, работающий по циклу Карно, из воды, предварительно подогретой до 104 °С, вырабатывает 2,3 кг/с насыщенного пара давлением 2 МПа используя теплоту конденсации насыщенногс водяного пара давлением 0,8 МПа. Температура окружающей среды 300 К. Определить теоретическую мощность цикла и расход пара низкого давления. [c.157]

В 2-17 был рассмотрен цикл Карно там было указано, что по конструктивным соображениям нельзя построить двигатель, который работал бы по этому циклу. Затруднения прежде всего связаны с подводом и отводом тепла при постоянной температуре. В дальнейшем мы увидим, что в отношении двигателей, рабочим телом в которых служит водяной пар, такой подвод и отвод тепла частично возможен. В двигателях, использующих в качестве рабочего тела идеальный газ, это невозможно даже частично. Таким образом, цикл Карно — только теоретический цикл, изучение которого дает возможность установить предельное значение термического к. п. д. при преобразовании тепла в механическую энергию, и именно это обстоятельство определяет его большое практическое значение. Действительные дннгатели работают по циклам, отличным от цикла Карко. [c.149]

Здесь т)к есть термический к. п. д. цикла Карно между наивысшен Т и наинизшей температурами Г —температура водяного пара, не- [c.455]

Наибольшее значение термического КПД цикла может быть получено при максимально высоких температурах подводимой теплоты, что подтверждается проведенным выше анализом зависимости КПД паровых циклов от параметров рабочего агента. Однако для создания реальных циклов и реализации указанных преимуществ требуются особые природные свойства рабочего тела, так как в отличие от цикла Карно в цикле Ренкина качество рабочего тела существенно влияет на термический КПД установки. Наиболее часто в качестве рабочего тела в современных энергетических паровых установках испольаус-ся водяной пар. Однако вода по своим свойствам не может удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к рабочим телам о целью увеличения КПД. Прежде всего она имеет низкую критическую темпера-туру (Т р 647.15 К) и при этом достаточно большое критическое давление р р = 22,219 МПа. При таких физических свойствах воды и водяного пара при росте температуры перегрева не удается существенно повысить среднюю температуру подводимой теплоты. Вода имеет слишком большое значение удельной теплоемкости, а это, как [c.318]

Значение а "" больше коэффициента заполняемости одного пароводяного цикла Ренкииа а" " = пл, Г234511и.п. 123101, соответствующего тем же температурам. Таким обра.зом, а " " > а"-". Если оценивать эффективность циклоп в процентах КПД цикла Карно при одинаковых температурных перепадах, то КПД бинарного цикла 85— 90%, а цикла Ренкииа — всего лишь око.ао 70%, Это связано прежде всего с тем, что теплота в промежуточном цикле используется практически па 100%, так как теплота, отдаваемая холодильнику, не теряется, а полезно используется на получение водяного пара. [c.320]

Отношение к. п. д. ртутноводяного бинарного цикла с регенеративным перегревом водяного пара к к. п. д. цикла Карно. . . 0,68 0,68 0,68 0.68 [c.91]

Характерной особенностью воздушно-водяных испарительных холодильных машин является возможность регулирования температуры охлажденной воды Изменением не только вакуума, но и начальных параметров и расхода воздуха. Расширяется интервал температур воды при одном и том же вакууме от температуры насыщения пара до температуры воздуха по смоченному термометру, а также интервал давлений —в сторону снижения вакуума при одной и той же температуре охлаждения воды. Ее охлаждение происходит в основном за счет скрытой теплоты парообразования, т. е. слабо зависит от расхода воздуха. Зато от расхода воздуха зависят параметры процесса — температура и давление (вакуум). Изменение вакуума позволяет уменьшить расход воздуха и тем самым увеличить теплосъем с каждого килограмма воздуха (рис. 5-28). А поскольку мощность привода турбокомпрессора ВХМ зависит от расхода рабочего ела и от вакуума, то снижение вакуума аа счет введения в аппарат небольшого количества воздуха при почти постоянном расходе пара позволяет эту мощность уменьшить по сравнению с чисто вакуумным охлаждением, аналогично графику на рис. Б-7 (кривая 6). В ВХМ энергозатраты также меньше, чем в воздушных холодильных машинах, так как расход воздуха в них на порядок меньше в силу испарительного принципа охлаждения. По энергозатратам ВХМ находятся нй уровне фреоновых парокомпрессионных хй-Лодильных машин в которых термический Кпд близок к КПД цикла Карно. [c.169]

Коэффициент полезного действия цикла насыщенного водяного пара может быть улучшен введением регенерации тепла. На рис. 2 показано, что при регенерации в цикле водяного пара линия 3"—3" эквидистантна нижней ииграничной кривой 4—1, т. е. площадь полезной работы парового цикла этим приближается по величине к площади полезной работы цикла Карно. В цикле с перегретым паром влияние регенерации относительно меньше, так как основное отклонение к. п. д. этого цикла от к. п. д. цикла Карно происходит в зоне перегретого пара. Для цикла на ртутном паре применение регенерации не дает заметного эффекта, так как вследствие малой теплоемкости жидкой фазы (при 100° С теплоемкость жидкой ртути около 0,13 Дж/(кг- К), а воды 4,19 Дж/(кг К) нижняя пограничная кривая ртути достаточно близка к адиабате. В циклах на парах цезия и рубидия влияние регенерации на к. п. д. также незначительно. К. п. д. циклов на парах натрия и калия может быть несколько повышен при использовании регенерации. [c.23]

Ранее было показано (стр. 114), что наиболее оо1вершенным (экономичным) из всех идеальных циклов является цикл Карно. В связи с этим рассмотрим цикл Карно в применении к водяному пару, начав это рассмотрение с насыщенного пара. [c.164]

Рассмотренный в диаграммах v—р и s—Т цикл паросиловой установки называется основным циклом паросиловой установки. Работа этого цикла больше, чем работа цикла Карно. Это отчетливо видно из сравнения диаграмм этих двух циклогз на рис. 47. Площадь 1—2—3—4 —1 измеряет работу цикла Карно, а большая площадь 1—2—<5—4—5—1 измеряет работу основного цикла паросиловой установки. Увеличение работы, получаемое в последнем цикле, объясняется тем, что в этом цикле рабочему телу сообщается большее количество тепла и что затрата работы на привод водяного насоса меньше, чем затрата работы на привод пароводяного компрессора. На рис. 47 р1абота насоса измеряется площадью 4—5—7—6—4, а работа компрессора — много большей площадью 4 --1—7— [c.170]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...