Кпд цикла

Термодинамические исследования цикла Ренкина показывают, что его эффективность в большей степени зависит от величин начальных и конечных параметров (давления и температуры) пара.

.

Процессы

Диаграмма T-S

Цикл Ренкина состоит из следующих процессов:

• изобара линия 4-5-6-1. Происходит нагрев и испарение воды, а затем перегрев пара. В процессе затрачивается теплота .

• адиабата линия 1-2. Процесс расширения пара в турбине, то есть её вращение паром ( ).

• изобара линия 2-3 Конденсация отработанного пара с отводом теплоты охлаждающей водой.

• адиабата линия 3-4. Сжатие сконденсировавшейся воды до первоначального давления в парогенераторе с затратой работы .

Применение

Цикл Ренкина нашёл применение в современных тепловых электростанциях большой мощности использующих в качестве рабочего тела водяной пар.

Обратный цикл Ренкина

При прохождении цикла Ренкина в обратном направлении (1—6—5—4—3—2—1) он описывает рабочий процесс холодильной машины с двухфазным рабочим телом (то есть претерпевающим в ходе процесса фазовые переходы от газа к жидкости и наоборот). Холодильные машины, работающие по этому циклу, с фреоном в качестве рабочего тела широко используются на практике в качестве бытовых холодильников, кондиционеров и промышленных рефрижераторов с температурой морозильника до −40 °C.

Способы повышения экономичности цикла Ренкина

Исследования, проведенные С. Карно , в значительной степени способствовали углублению понимания основных принципов организации паросилового цикла. Если построить в диаграмме Т-S элементарный цикл Ренкина применительно к условиям использования в нем в качестве рабочего тела сухого насыщенного пара и рассматривать этот цикл с ясным пониманием сущности цикла Карно, то немедленно обращают на себя внимание удивительно простые возможности усовершенствования цикла Ренкина.

Перегрев пара. Цикл Карно ясно указывает на возможность повышения экономичности посредством увеличения начальной температуры пара. В паросиловом цикле одним из способов повышения начальной температуры является перегрев насыщенного пара по выходе его из барабана котла. Из сопоставления графиков можно видеть, что по мере повышения температуры перегрева пара количество полезно используемого в цикле тепла возрастает с большей интенсивностью, чем соответствующее количество тепла, отдаваемого холодному источнику.

В результате этого возрастает к. п. д. цикла. Повышение начального давления. Свойства пара таковы, что с повышением давления, при котором он образуется, возрастает также температура испарения. В результате возрастает средняя температура подвода тепла к рабочему телу. Из рассмотрения записанного выше выражения, определяющего к. п. д. цикла Карно, следует, что указанное повышение температуры приведет к возрастанию к. п. д. паросилового цикла.

С повышением температуры имеет место значительное увеличение количества полезно используемого тепла и относительное снижение потерь тепла в холодный источник.

Теплопрово́дность — это перенос тепловой энергии структурными частицами вещества (молекулами, атомами, ионами) в процессе их теплового движения. Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества. Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии или передаётся из более нагретых областей тела к менее нагретым областям. Иногда теплопроводностью называется также количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло.

Численная характеристика теплопроводности материала равна количеству теплоты, проходящей через материал площадью 1 кв.м за единицу времени (секунду) при единичном температурном градиенте. Данная численная характеристика используется для расчета теплопроводности для калибрования и охлаждения профильных изделий.

Исторически считалось, что передача тепловой энергии связана с перетеканием теплорода от одного тела к другому. Однако более поздние опыты, в частности, нагрев пушечных стволов при сверлении, опровергли реальность существования теплорода как самостоятельного вида материи. Соответственно, в настоящее время считается, что явление теплопроводности обусловлено стремлением занять состояние более близкое к термодинамическому равновесию, что выражается в выравнивании температуры.