蒸汽動(dòng)力循環(huán)的實(shí)驗(yàn)一

蒸汽動(dòng)力循環(huán)的實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)的目的1、使我們更加了解蒸汽動(dòng)力循環(huán)的運(yùn)作過(guò)程。2、使我們清楚的知道簡(jiǎn)單的蒸汽動(dòng)力循環(huán)在運(yùn)作過(guò)程中所需要的工具、設(shè)備及其他的等等。3、使我們更加明白蒸汽動(dòng)力循環(huán)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)等等，為以后利用它做準(zhǔn)備。二、實(shí)驗(yàn)所需要的設(shè)備簡(jiǎn)單蒸汽動(dòng)力裝置的主要熱力設(shè)備：蒸汽鍋爐、汽輪機(jī)、給水泵和冷凝器。三、實(shí)驗(yàn)的原理簡(jiǎn)單蒸汽動(dòng)力循環(huán)裝置是怎樣進(jìn)行動(dòng)力循環(huán)工作的呢？其工作過(guò)程如下：水在鍋爐中吸收熱量形成過(guò)熱蒸汽。過(guò)熱蒸汽被送至汽輪機(jī)絕熱膨脹作功。作功后的乏汽被送至冷凝器內(nèi)凝結(jié)成水。再由給水泵加壓后送回鍋爐加熱而完成一個(gè)循環(huán)。示意圖如下：

蒸汽動(dòng)力裝置理想循環(huán)的組成：0-1為定壓吸熱過(guò)程；1-2為絕熱膨脹過(guò)程；2-3為定壓放熱過(guò)程；3-4為絕熱加壓過(guò)程。其示意圖如下：件 n M四、蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率分析（如下圖）q1=h1—hO0-1過(guò)程2-3過(guò)程，工質(zhì)吸熱工質(zhì)放熱：q2二q1=h1—hO0-1過(guò)程2-3過(guò)程，工質(zhì)吸熱工質(zhì)放熱：q2二h2-h31-2，工質(zhì)在汽輪機(jī)中所作的軸功(w )s,p3-0w二(w ) -0 (s,T)1-2s,p3-0=(h1-h2)-(h0-h3)五、蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率如下圖)絕熱膨脹過(guò)程為(ws,T)1-2=h1—h2絕熱加壓過(guò)程3-0，給水泵消耗的軸功為二h-h03循環(huán)凈功q1=h1—hO二(h二(h1-h2)-(h0-h3)s,T'l-2s,p3s,T'l-2因此，有門=W0=（h1-h2）-%—h3）t qi hi-ho水泵的耗能約為汽輪機(jī)軸功的2%，可忽略，s,p3-0則循環(huán)熱效率可近似表示為n—S-2—\匕六、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并分析。通過(guò)以上的分析，可知蒸汽動(dòng)力循環(huán)過(guò)程很清晰簡(jiǎn)單明了，但是運(yùn)用此技術(shù)時(shí)，蒸汽動(dòng)力循環(huán)的熱效率是很難把握的，它的影響因素有好多，比如:1、蒸汽的初溫2、乏汽壓力等等，我們需要通過(guò)單一變量法，采用一個(gè)更好的方法去提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)的熱效率，只有這樣才能更好的了解蒸汽動(dòng)力循環(huán)并更好地利用它。（其中對(duì)蒸汽動(dòng)力循環(huán)的熱效率的影響因素的分析如下）1、分析蒸汽的初溫對(duì)蒸汽動(dòng)力循環(huán)的影響

（圖如右（圖如右）設(shè)初壓pl、乏汽壓力p2不變。蒸汽的初溫由T1ftf平均加熱溫度提高，即Tm1>Tm1放熱過(guò)程2'-3與原過(guò)程2-3的放熱溫度T2相同。于是，由等效卡諾循環(huán)熱效率公式nt=1—（T2/Tm1）可知，蒸汽初溫由T1提高到片時(shí)，蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率提高。所以，蒸汽初溫提高時(shí)，如蒸汽初壓不變，膨脹終狀態(tài)2'比原狀態(tài)2的干度大，即乏汽中含有的水分減少，這利于減少汽輪機(jī)內(nèi)部的功耗散，也利于汽輪機(jī)葉片工作條件的改善。另外，為提高蒸汽初溫，要求鍋爐過(guò)熱器材料具有較好的耐熱性。2、分析蒸汽的初壓對(duì)蒸汽動(dòng)力循環(huán)的影響（圖如下）o r 設(shè)初溫T1及乏汽的壓力p2不變。蒸汽初壓由pi提高到p-平均加熱溫度提高，即1'T〉Tm1。m1'放熱過(guò)程2'-3和原過(guò)程2-3放熱溫度T2相同于是，根據(jù)等效卡諾循環(huán)的熱效率公式nt=1—(T2/Tm1)可知，提高蒸汽初壓p可使朗肯循環(huán)的熱效1'率提高。所以，蒸汽初壓提高時(shí)，如蒸汽初溫不變，則膨脹終了狀態(tài)比原狀態(tài)2的干度小，即乏汽中的水分增加，這會(huì)引起汽輪機(jī)內(nèi)部的耗散增加。當(dāng)水分過(guò)多時(shí)，由于水滴的沖擊，汽輪機(jī)葉片表面受破壞，甚至引起葉片振動(dòng)，影響葉片使用壽命。因此，一般同時(shí)提高蒸汽的初溫及初壓，保證既能提高熱效率，又能使汽輪機(jī)內(nèi)部具有良好的工作條件。3、分析乏汽壓力對(duì)蒸汽動(dòng)力循環(huán)的影響

O（圖如右）O設(shè)初溫T1及初壓力pl不變。（乏汽壓力p2-與乏汽壓力相應(yīng)的飽和溫度（一放熱過(guò)程2'-3'比原過(guò)程2-3有更低的放熱溫度，即T<T2。雖這T2'時(shí)加熱過(guò)程的起點(diǎn)TO也降低為*，但它對(duì)整個(gè)加熱過(guò)程的平均加熱溫度影響很小。因而，由等效卡諾循環(huán)熱效率公式可知，（乏汽壓力p2f蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率f。乏汽凝結(jié)溫度主要取決于自然環(huán)境中冷卻介質(zhì)