如何計算朗金循環的效率?

蒸汽渦輪發電機在不同的發電廠的世界各地使用。這些渦輪機的類型最常用的是燃煤電廠和水力發電廠。一個鍋爐用來把水轉化成蒸汽。產生的蒸汽被送到汽輪機發電。一個汽輪機工作在這方麵朗肯周期．因此，朗肯循環也被稱為a蒸汽循環．在上一篇文章中，我們討論了汽輪機的工作和類型．因此，本文主要描述了蘭寧循環，其類型，工作和效率。

什麼是蘭金循環?

一個朗肯周期是最廣泛使用的嗎熱力學周期在各種發電廠，如核電站或燃煤發電廠。的朗肯周期通過該方法描述過程往複蒸汽機要麼一個汽輪機提取機械能來自工作介質當它在熱之間流動時水庫和熱源．

簡而言之，一個朗肯周期描述如何A.發動機比如一個蒸汽機從熱源提取熱能並使用這種能量來產生電力。這些熱源可具有乙醇，生物質，油，天然氣，煤炭或核裂變過程等燃燒。

在裏麵19^th世紀，威廉約翰麥克奎爾斯蘭斯設計了朗肯循環。

Rankin發動機的熱能提取能力根據散熱器溫度和熱源溫度而變化。

根據carnot的定理，溫差越高，發動機可以從熱能提取更多的機械能。

理想蘭金循環

在蒸汽循環的情況下，如果工作介質在沒有任何摩擦壓力和不可逆性損失的情況下通過動力裝置的不同部分，這種循環稱為理想的蘭寧周期．

朗肯循環是所有發電廠的主要工作周期，其中操作液體從液體連續變化以蒸汽和蒸汽到液體。它是一種理論循環，其中熱能變換為有用的工作。

一個t - s圖的朗肯周期，這將有助於理解朗肯循環的工作。

的階段完成一個朗肯周期如下所述：

1. 等式壓縮（1到2）：在此階段，有泵用來將水或其他工作介質從水體（運河或罐等）轉移到鍋爐．泵的初始抽運需要少量的能量。它通過增加流體的壓力來抽吸流體，但流體的熵保持不變。對於初始泵送，對泵所做的功如下:
2. 恒壓加熱工藝(2 ~ 3):隨著水被輸送到鍋爐中，外部熱源向鍋爐提供熱量。的鍋爐以恒定壓力加熱水，並將其轉化為幹燥飽和蒸汽（蒸汽）。在此過程中，液體變化的焓，壓力保持恒定。
3. 等熵膨脹(3 ~ 4):在恒壓加熱過程後，蒸汽進入汽輪機區域，並在那裏膨脹。當蒸汽膨脹時，它撞擊渦輪葉片，將蒸汽的熱能轉化為旋轉能(機械功)。當渦輪葉片旋轉時，它們也會轉動曲軸，進而帶動發電機線圈旋轉。當線圈在磁場中旋轉時，就會產生電。在整個過程中，蒸汽壓力和溫度降低;因此，會發生一些凝結。
4. 恒壓散熱過程（4至1）：蒸汽或蒸汽進入冷凝槽擴展過程後。在該縮合工藝中，蒸汽冷凝以將其轉化為飽和液體。在此過程中，蒸汽拒絕熱量，但其液體壓力保持不變。

在理想的蘭氏峰循環中，渦輪機和泵在熵條件下工作。這意味著渦輪機和泵不會產生熵;他們隻是增加了循環的性能。

朗肯循環（如上圖所示）避免了在渦輪機中膨脹後最終在過熱的蒸汽區域中最終上升，這降低了冷凝器散發的能量。

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實際朗肯循環（非理想）

在實際的朗肯循環（或實用的電廠）中，泵中渦輪機和壓縮過程中的擴展過程不能發生在熵條件下。簡單地單詞，這些是不可逆轉的過程，而流體的內部能量（熵）在這些過程中增加。

這個循環在一定程度上提高了泵所需的功率，同時降低了渦輪產生的輸出功率。

水滴的形成控製了效率汽輪機．當水滴冷凝時，它們以高速撞擊渦輪機的刀片;由於這種情況，渦輪葉片上發生侵蝕和蝕。這種侵蝕和蝕刻逐漸降低了渦輪機葉片的壽命和生產力。解決這個問題的最簡單方法是超熱蒸汽。

在上麵給出的T-S.rankine周期的圖，狀態3處於兩相水和蒸汽的邊界。擴展後，蒸汽將轉化為非常濕的形式。當蒸汽過熱時，狀態3在上圖中向右(向上)移動，膨脹後產生幹蒸汽。

朗肯循環的熱效率

汽輪機所做的功除以鍋爐所接收的熱能而減少，稱為朗肯循環熱效率。

水蒸氣吸收熱值，可以通過以下給定的等式計算：

鍋爐把水變成過熱的蒸汽。蒸汽被輸送到渦輪機。然後，如上圖中的線F-G所示，水蒸氣的熱能轉化為動能。焓的下降用來計算由汽輪機產生的動能的量。它可以通過下麵給出的公式進行計算:

由於渦輪機離開蒸汽，它進入冷凝器。冷凝器將其冷凝成液體形式。在這種情況下，熱能用於將水改為蒸汽（潛熱）。可以使用以下等式從焓減少（線G-C）計算冷凝水的熱能：

冷凝過程結束後，通過增加水壓將冷凝水再次泵入鍋爐。如上圖(C至D線)所示，水的焓並沒有增加多少。這意味著釋放到空氣中的能量不那麼重要。你可以用下麵給出的公式計算輸入的能量值:

最後,朗肯循環效率可以通過以下計算公式：

熱效率＝[（工作輸出 - 工作輸入）/加入係統的熱量]

• 最新核電站的總熱效率是蘭寧循環的33％．所以,3000年MWth裂變反應熱量是必需的1000 mwe.電力。
• 超臨界壓力運行的超臨界化石燃料發電廠(如高於22.1 MPA.）具有效率的效率43％．
• 亞臨界化石燃料電廠在臨界壓力下運行（少於22.1 MPA.)之間可以達到效率36%到40%．

閱讀更多：布雷頓循環的工作

如何提高秩序循環的效率？

通過以下方式可以提高秩序循環的效率：

1. 降低平均溫度
2. 過熱蒸汽
3. 提高鍋爐壓力
4. 降低冷凝器壓力

1）基本理念

增加的方法蘭金循環的效率是為了減少從工作介質的溫度釋放的平均溫度溫帶，因為它在冷凝器中。

另一種方法是提高工質在鍋爐內的平均傳熱溫度。

2)提高鍋爐壓力

隨著鍋爐的工作壓力增加，鍋爐溫度也將增加沸騰過程的發生。

該過程增加了熱轉移到工作介質中的平均溫度，這提高了循環的熱效率。

3)過熱蒸汽

通過將蒸汽過濾到高溫，蒸汽的平均加熱溫度可能增加而不提高鍋爐的壓力。

將蒸汽過熱到更高的溫度具有非常令人愉悅的效果。這降低了蒸汽輪機出口處的蒸汽的水分含量。

4）降低冷凝器壓力

其他方法是減小冷凝器的工作壓力。當你降低工作壓力時，也將減少散熱溫度。

減小冷凝器中壓力的一般效果會增加朗肯發動機的熱效率。

郎肯循環組件

蘭金循環的主要部分是:

1. 鍋爐
2. 冷凝水箱
3. 鍋爐泵
4. 汽輪機

1）鍋爐

rankine循環使用一個鍋爐根據渦輪機的所需溫度和壓力將水轉化為蒸汽。

還讀：不同類型的鍋爐

2)泵

它是一種用來將水從一個區域傳遞到另一個高區域的裝置。主要目標泵是將水從儲存器或其他水源轉移到鍋爐中。

閱讀更多：不同類型的泵

3）蒸汽輪機

主要目的是汽輪機是旋轉發電機的軸以產生電力。渦輪機從蒸汽中提取機械動力並將其送入冷凝物中。

還讀：汽輪機工作

4）冷凝器

它冷卻蒸汽，將其轉化為液體形式，並將此水送回鍋爐。

實際周期和理想蘭寧循環有什麼區別？

一個理想的循環過程如下:

• 可逆過程
• 等溫加熱
• 恒定壓力（僅僅）
• 與周圍/環境無交互作用

但在一個實用的電廠，這種過程無法實現。理想的朗肯循環隻是一個理論周期，而實際的朗肯循環是在不同發電廠使用的實際循環。

理想的朗肯循環效率為100%，高於實際循環。的Carnot周期對理想的蘭尼斯循環效率具有非常近似的效率。

下麵給出的圖顯示了朗肯循環的T-s和P-v圖。

上述給定T-S和P-V圖表示實際和理想的rankine周期，如下所示：

實際蘭金循環	1-2-B-3-4-1
理想蘭金循環	1 - 2 ' b3 ' 4 ' 1

FAQ部分

什麼是重新加熱朗肯循環？

再熱蘭金循環是一個提高循環效率的過程。它有一個膨脹的蒸汽的過渡階段。

一般來說，在1之後^聖膨脹的相位減小蒸汽的初始壓力，蒸汽被加熱到熱源的極端溫度（或接近）。

為什麼在Rankine循環中進行再加熱？

ranceine周期中的再加熱過程是這樣做的，因為：

• 供熱增加。
• 渦輪機的使用壽命增加
• 渦輪葉片的侵蝕過程減少
• 透平出口幹燥率升高，濕度降低
• 根據攪拌的溫度源，熱效率會增加或減少。

什麼是蘭寧循環用於？

rankine循環用於計算汽輪機係統的功能。研究活塞蒸汽機性能也耗盡。

在rankine循環中使用什麼泵？

1. 液壓隔膜計量泵
2. 離心泵
3. Roto-Jet泵。

一個蘭金循環由?

朗肯循環是一個可逆過程，它由兩個恒溫和兩個恒壓過程組成。

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