1. Принципиальная схема кэс. Цикл Ренкина.

В схеме КЭС значительная часть подведенной теплоты отдается в конденсаторе окружающей среде, что является обязательным условием превращения теплоты в работу.

1-котел

2-пароперегреватель

3-турбина

4-электрогенератор

5-конденсатор

6-питательныый насос

Изображение цикла Ренкина

1-2 –адиабатное расширение в турбине

2-3 –конденсация пара в конденсаторе

3-4 –адиабатное сжатие конденсата в насосе

4-5 –нагрев воды в котле до кипения

5-6 –парообразование в котле

6-1 –перегрев пара

Теоретическая работа цикла Ренкина

L=Lтурб-Lнас

2. Цикл Карно. Термический кпд цикла Карно.

Цикл Карно осущ-ся на влажном паре, т.к. только для влажного пара изобарные пр-сы подвода теплоты в котле и отвода теплоты в конденсаторе явл-ся одновременно изотермическими.

4-1 - изобарный процесс подвода теплоты в котле, в результате которого вода из состояния кипения переходит в сухой насыщ. пар с температурой t_н1 соответствующей темпер. насыщ-я при давл. Р₁

1-2 - адиабатное расширение пара в турбине с получением работы

2-3 - изобарный процесс отвода теплоты от пара в конденсаторе.он продолжается до тех пор пока точка 3 не окажется на одной адиабате с начальной точкой цикла 4.

3- 4 – адиабатное сжатие пара в компрессоре (увеличение его давления от Р₂ давления в конденсаторе, до Р₁ давления в котле

η_t= (Т₁–Т₂)/Т₁=1- Т₂/Т₁

Недостатки цикла Карно:

1. Температура t1 (подвода теплоты) ограничена значением критич. Тем-ры 374°с (при более высоких температурах существование влажного пара невозможно).

2. Необходимость использования влажного пара приводит к установке в этой схеме компрессора громосткого и энергоемкого устройства.

Исключить эти недостатки можно если использовать перегрев пара (увеличение его температуры t₁) и полную конденсацию пара (до воды) в конденсаторе.

К рабочему телу, имеющему в начальной точке цикла 1 (р_1, Т_1, V₁) от горячего источника с температурой Т2 подводится теплота. При этом Т2>Т1. рабочее тело (газ) расширяется, совершая работу, например, перемещая поршень в цилиндре. При этом процесс подвода теплоты к рабочему телу протекает таким образом, что Т рабочего тела остается постоянной (уменьшение температуры тела в результате расширения компенсируется подводом теплоты извне, т.е. осуществляется изотермический процесс Т1=const). После того как газ расширился до некоторого состояния Т2, подвод теплоты к нему прекращается и дальнейшее расширение газа осуществляется без подвода теплоты по адиабате 2-3. в результате адиабатного расширения температура газа уменьшается, т.к. притока энергии к газу извне нет и работа осуществляется только за счет изменения внутренней энергии. После того, как газ достигнет некоторого состояния 3 с температурой Т2, процесс расширения с производством заканчивается и рабочее тело начинает возвращаться в исходное состояние. За счет работы, отбираемой от к.-л. внешнего источника осуществляется процесс сжатия газа, в процессе которого от газа отводится теплота холодному источнику с температурой

Т_{хол.ист.}<Т2.

Отвод теплоты осуществляется таким образом, чтобы компенсировать увеличение температуры в процессе сжатия, т.е. Т2 поддерживают постоянной. Сжатие идет по изотерме,

Т2=const. После того, как состояние газа достигнет точки 4, лежащей на одной адиабате с т.1 (начальная температура цикла), отвод теплоты прекращают, дальнейшее сжатие продолжают по адиабате до тех пор, пока газ не возвратится в т.1.

1-2 – изотермическое расширение

2-3 – адиабатное расширение

3-4 – изотермическое сжатие

4-1 – адиабатное сжатие.