1. Розрахунок параметрів стану в характерних точках циклу

Зобразимо цикл Ренкіна в р-v і Т-s координатах

Точка 1. Для точки 1 задана температура пари t₁=450ºC і тиск Р₁=3,0 МПа. По таблиці властивостей насиченої водяної пари (по тискам) визначаємо, що тиску Р₁=3,0 МПа відповідає температура насичення t_н=233,8ºC. Оскільки в точці 1 пара має температуру t₁=450ºC>t_н=233,8ºC, то пара перегріта. По таблиці властивостей перегрітої пари визначаємо, що при Р₁=3,0 МПа і t₁=450ºC пара має параметри:

v₁=0,1078 м³/кг, і₁=3343 кДж/кг, s₁=7,08 кДж/(кг·К).

Таким чином, параметри перегрітої пари в точці 1: Р₁=3,0 МПа, t₁=450ºC, v₁=0,1078 м³/кг, і₁=3343 кДж/кг, s₁= 7,08 кДж/(кг·К).

Точка 2. Процес 1-2 відповідає адіабатному розширенню пари в турбіні. При цьому з рисунка видно, що пара з перегрітого стану переходить у стан вологої насиченої пари. Оскільки процес розширення адіабатний,

то s₁=s₂=7,08 кДж/(кг·К).

Тиск у точці 2 Р₂=0,1 МПа. По таблиці властивостей насиченої водяної пари визначаємо, що при Р₂=0,1 МПа, температура насичення пари t_н = t₂ = 99,64ºC  100ºC. Цьому ж тиску відповідає v₂´=0,0010432 м³/кг, v₂^´´=1,694 м³/кг, і₂^´=417,4 кДж/кг, і₂^´´=2675кДж/кг, r=2258 кДж/кг, s₂^´=1,3026 кДж/кг, s₂^´´=7,36 кДж/(кг·К). Степінь сухості пари в точці 2 розраховуємо по співвідношенню, за умови, що s₁ = s₂, тоді

З приведеного співвідношення визначаємо х₂

Питомий об’єм вологої насиченої водяної пари в точці 2

v₂= х₂v₂"+(1-х₂)v’=0,9541,694+(1-0,954)0,0010432=1,616 м³/кг

Ентальпія вологої насиченої пари в точці 2

i₂ = i' +r  x₂ = 417,4 + 2258  0,954 = 2571,5 кДж/кг.

Параметри вологої насиченої пари в точці 2: Р₂=0,1 МПа, t₂=100ºC, v₂=1,616 м³/кг, і₂=2571,5 кДж/кг, s₂ = 7,08 кДж/(кг·К).

Точка 3. Процес 2-3 відповідає ізобарно-ізотермічному процесу конденсації пари в конденсаторі. Оскільки процес ізобарно-ізотермічний то,

Р₃ = Р₂ = 0,1 МПа, t₃ = t₂ = 100ºC.

У процесі 2-3 робоче тіло переходить з парового стану в рідинний стан. Тому в точці 3 х₃=0. Питомий об’єм конденсату при Р₃=0,1 МПа, v₃=v'=0,0010432 м³/кг, ентальпія i₃=i'=417,4 кДж/кг, ентропія s₃=s'= = 1,3026 кДж/(кг·К).

Параметри конденсату в точці 3: Р₃ = 0,1 МПа, t₃ = 100ºC; v₃ =0,0010432 м³/кг; i₃=417,4 кДж/кг; s₃ = 1,3026 кДж/(кг·К), x₃ = 0.

Точка 4. У процесі 3-4 конденсат адіабатно стискується в насосі. При цьому його тиск підвищується від Р₃ до Р₁, тоді Р₄ = Р₁ = 3МПа. Для адіабатного процесу s₄=s₃=1,3026 кДж/(кг·К), у p-v координатах процес підвищення тиску вважається ізохорним, тому v₄=v₃=0,0010432 м³/кг. Для визначення температури в точці 4 використаємо співвідношення для розрахунку ентропії в ізобарному процесі 4-5 підігріву води до температури кипіння

У точці 5 вода закипає при Р₅ = Р₁=3 МПа, тому s₅=s₅'_, де величина s' визначається по Р₅=3 МПа по таблиці властивостей води і водяної пари по тискам, s'=2,6455 кДж/(кг·К). Теплоємність води с_р=4,19 кДж/(кг·К). Тиску Р=3МПа відповідає температура насичення

Т_н = Т₅ = 233,8 + 273,15 = 507 К.

Визначаємо температуру Т₄

t₄ = Т₄ - 273,15 = 378,2 - 273,15 = 105^оС.

Ентальпія в точці 4

i₄ = с_р · t_н = 4,19 · 105 = 440 кДж/кг.

Параметри в точці 4: Р₄=3 МПа, t₄=105ºС, v₄=0,0010432 м³/кг; i₄= 440,0 кДж/кг; s₄ = 1,3026 кДж/(кг·К).

Точка 5. У процесі 4-5 вода в паровому котлі нагрівається до температури кипіння та у точці 5 вона закипає. Тому параметри робочого тіла в точці 5 визначаємо по таблицях властивостей води і водяної пари (по тискам) для киплячої рідини.

Параметри води в точці 5: Р₅ =3 МПа, t₅ = 233,8ºС, v₅=v'=0,0012164 м³/кг; і₅= і'=1008,4 кДж/кг; r = 1794,7 кДж/кг, s₅=s'=2,6455 кДж/(кг·К).

Точка 6. Процес 5-6 відповідає процесу пароутворення в паровому котлі. У точці 6 вода переходить у стан сухої насиченої пари. Тому параметри робочого тіла в точці 6 визначаємо по таблицям властивостей води і водяної пари (по тискам) для сухої насиченої пари.

Параметри сухої насиченої пари в точці 6: Р₆=3 МПа, t₆=233,8ºС, v₆=v''=0,06663 м³/кг; i₆=i''=2803,1 кДж/кг; s₆=s''=6,2129 кДж/(кг·К).