热工与流体力学基础_热工篇 第5章.

1、2022-5-292022-5-292022-5-292022-5-292022-5-29第一节第一节 水蒸气的定压发生过程水蒸气的定压发生过程2022-5-29一、基本概念一、基本概念1. 汽化汽化汽化过程是吸热过程。汽化过程是吸热过程。物质由液态转变为气态的过程称为汽化。物质由液态转变为气态的过程称为汽化。2022-5-292. 凝结凝结物质由气态转变为液态的过程称为凝结。物质由气态转变为液态的过程称为凝结。液态物质液态物质(放热放热)凝结凝结(吸热吸热)汽化汽化气态物质气态物质 汽相空间蒸汽分子越多，蒸汽压力越大，凝结速度汽相空间蒸汽分子越多，蒸汽压力越大，凝结速度越快。越快。2022-

2、5-29ss( )pf t3. 饱和状态饱和状态 动态平衡动态平衡的状态就称为的状态就称为饱和状态饱和状态。饱和蒸汽饱和蒸汽饱和液体饱和液体在饱和状态下在饱和状态下,有有:饱和温度和饱和压力一一对应。饱和温度和饱和压力一一对应。2022-5-294. 干度干度 2022-5-29wvvmmmx干度干度x的取值范围为的取值范围为01。x 0 ，饱和液体饱和液体0 x1 ，湿湿(饱和饱和)蒸汽蒸汽x 1 ，干饱和蒸汽干饱和蒸汽 引入干度引入干度x可确定湿蒸汽中所含饱和液体和饱和蒸汽的可确定湿蒸汽中所含饱和液体和饱和蒸汽的 量，或确定湿蒸汽的状态。量，或确定湿蒸汽的状态。2022-5-29 ptts

3、 v ptts v0 pts v pts vx pts v( , )v h s (,)v h s abcderhhst tstt预热阶段预热阶段汽化阶段汽化阶段过热阶段过热阶段2022-5-29临界点临界点C饱和水线饱和水线 (x 0) 、饱和蒸汽线饱和蒸汽线(x 1）末饱和水区、汽液两相共存区、过热蒸汽区末饱和水区、汽液两相共存区、过热蒸汽区末饱和水、饱和水、湿蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽末饱和水、饱和水、湿蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽一点一点二线二线三区三区五态五态 在临界点在临界点C汽液两相差异完全消失，汽液相变将在瞬间完成。汽液两相差异完全消失，汽液相变将在瞬间完成。 在临界温度以上不能用

4、压缩的方法使蒸汽液化。在临界温度以上不能用压缩的方法使蒸汽液化。2022-5-29 例例5-1 10kg水处于水处于0.1MPa下时饱和温度下时饱和温度ts 99.634，当压力不变时，（当压力不变时，（1）若其温度变为）若其温度变为120处于何种状态？处于何种状态？（2）若测得）若测得10kg工质中含蒸汽工质中含蒸汽4kg，含水，含水6kg则又处于何种则又处于何种状态？此时的温度与干度应为多少？状态？此时的温度与干度应为多少？ 解：解：（1）因）因t 120，ts99.634，tts，此时处于过，此时处于过热蒸汽状态。其过热度为：热蒸汽状态。其过热度为： ts t ts 120 99.634

5、 20.366（） （2）10kg工质中既含有蒸汽又含有水，处于汽、液共存状工质中既含有蒸汽又含有水，处于汽、液共存状态，为湿蒸汽，其温度为饱和温度态，为湿蒸汽，其温度为饱和温度t ts 99.634，其干度为，其干度为 4 . 0644wvvmmmx2022-5-29第二节第二节 水蒸气表和图水蒸气表和图工程上将水基准点的工程上将水基准点的焓视为零已足够精确焓视为零已足够精确 水蒸气不同于理想气体，其参数通过实验和分析的方法求得，水蒸气不同于理想气体，其参数通过实验和分析的方法求得，列成数据表或绘成线算图，以供工程计算查用。列成数据表或绘成线算图，以供工程计算查用。一、零点的规定一、零点的规

6、定 水蒸气图表选定水蒸气图表选定水的三相点水的三相点（即（即273.16K的液相水）的液相水）作为基准点，规定在该点的液相水的作为基准点，规定在该点的液相水的u、s值为零值为零,此时有此时有t00.01 C，p0611.659Pa，v 00.001000213k，u 0=0kJ/kg；s 0=0kJ/（kg K） 0 u 0 p0 v 0 0.611Jkg0 kJkg 制冷剂蒸气图表常将制冷剂蒸气图表常将零点规定于零点规定于0以下以下2022-5-29二、水和水蒸气表二、水和水蒸气表饱和水与饱和蒸汽表饱和水与饱和蒸汽表（附表附表6）按温度排列（按温度排列（附表附表4）按压力排列（按压力排列（附

7、表附表5）湿蒸汽参数的确定湿蒸汽参数的确定:)()1 (vvxvvxvxvx xrhhhxhhxhxhx )()1 (Trxsssxssxsxsx )()1 (xxxpvhu参数右上角加参数右上角加“ ”表示表示饱和液体饱和液体参数，加参数，加“ ”表示表示饱和蒸汽饱和蒸汽参数参数p ps，t ts2022-5-292022-5-292022-5-29 例例5-2 试判断下列情况下水处于什么状态，并确定其试判断下列情况下水处于什么状态，并确定其它各参数的值。（它各参数的值。（1）p 0.1MPa，t 50；（；（2）p 0.5MPa，t 200；（；（3）p 0.8MPa，v=0.22m3/k

8、g；（；（4）p 1MPa，t 179.916。 解：解：（1）查附表）查附表5，p 0.1MPa，ts 99.634。而。而tts，故第一种情况为未饱和水状态。查附表故第一种情况为未饱和水状态。查附表6，当，当p 0.1MPa，t 50时用线性插值法求得未饱和水的其它参数为时用线性插值法求得未饱和水的其它参数为v 0.00101245m3/kg，h 209.405kJ/kg，s 0.70175kJ/（kg K），），u h pv 209.405 0.1 103 0.00101245 209.304（kJ/kg） 2022-5-29 （2）查附表）查附表5，p 0.5MPa，ts 151.86

9、7，而，而tts，故，故第二种情况为过热水蒸气状态。查附表第二种情况为过热水蒸气状态。查附表6，当，当p 0.5MPa，t 200时，过热水蒸气的其它参数为时，过热水蒸气的其它参数为v 0.42487m3/kg，h 2854.9kJ/kg，s 7.0585kJ/（kg K），），u h pv 2854.9 0.5 103 0.42487 2642.465（kJ/kg） （3）查附表）查附表5，当，当p 0.8MPa时，时，v 0.0011148m3/kg，v0.24037m3/kg；h 721.2kJ/kg，h2768.86kJ/kg；s 2.0464kJ/（kg K），），s6.6625kJ

10、/（kg K）因为因为v 0.22m3/kg，介于饱和水与干饱和水蒸气之间，即，介于饱和水与干饱和水蒸气之间，即 v vv ， 故第三种情况为湿蒸汽状态。故第三种情况为湿蒸汽状态。 2022-5-29由式由式 可得干度可得干度该状态下的其它参数为该状态下的其它参数为 tx ts 170.444 hx h +x（hh ） 721.2+0.915 （2768.68 721.2） 2594.64（kJ/kg） sx s +x（ss ） 2.0464+0.915 （6.6625 2.0464） 6.2701kJ/（kg K） ux hx pvx 2594.64 0.8 103 0.22 2418.64

11、（kJ/kg） （4）查附表）查附表5，p 1MPa，ts 179.916，t ts。故第四。故第四种情况是饱和状态，但无法确定是饱和水，干饱和水蒸种情况是饱和状态，但无法确定是饱和水，干饱和水蒸气还是湿蒸汽，其余参数也无法确定。气还是湿蒸汽，其余参数也无法确定。 915. 00011148. 024037. 00011148. 022. 0 vvvvxx)(vvxvvx 2022-5-29三、水蒸气的焓熵图三、水蒸气的焓熵图欲获得水蒸汽的状态参数欲获得水蒸汽的状态参数,可查可查水蒸气表水蒸气表水蒸气的焓熵图水蒸气的焓熵图(莫里尔图莫里尔图)方便、直观方便、直观,但不够精确但不够精确精确度高精

12、确度高,但往往不但往往不太方便、且不直观太方便、且不直观2022-5-29定焓线定焓线h定熵线定熵线s工程上常用蒸汽为工程上常用蒸汽为图中方框部分图中方框部分(附图附图1)P4P3P1P212=1t1t2t3t4v1v2v3oSh=0c2022-5-29四、水蒸气的基本热力过程四、水蒸气的基本热力过程水蒸气的热力过程分析计算水蒸气的热力过程分析计算步骤步骤：（1）根据已知初态的两个独立参数，在图上（或水蒸气）根据已知初态的两个独立参数，在图上（或水蒸气表上）找到代表初态的点，并查出其它初态参数值。表上）找到代表初态的点，并查出其它初态参数值。（2）根据过程条件（沿定压线、定容线、定温线、定熵）

13、根据过程条件（沿定压线、定容线、定温线、定熵线）和终态的一个参数值。找到终态的点，并查出终态的其线）和终态的一个参数值。找到终态的点，并查出终态的其它参数值（见图它参数值（见图5-4）。）。（3）根据已求的初、终态参数，应用热力学第一和第二）根据已求的初、终态参数，应用热力学第一和第二定律等基本方程计算工质与外界传递的能量，即定律等基本方程计算工质与外界传递的能量，即q，w等。等。2022-5-2921()wp vv工程计算中最常遇到工程计算中最常遇到.如水在锅炉中如水在锅炉中吸热形成水蒸气的过程吸热形成水蒸气的过程;水蒸气通过水蒸气通过各种换热器进行热交换的过程各种换热器进行热交换的过程忽略

14、流动阻力忽略流动阻力等不可逆因素等不可逆因素12hhhq121212vvphhuuu0dtpvwuqw或或12:定压吸热膨胀升温定压吸热膨胀升温21:定压放热被压缩降温定压放热被压缩降温2022-5-2912过程过程: 定容吸热升压升温，定容吸热升压升温，吸收的热量全部转化为热力学能吸收的热量全部转化为热力学能0dvpw21tdppvpvwvpphhuuuq1212122022-5-2912过程过程: 定温膨胀定温膨胀; 蒸汽状态由湿蒸汽变为干蒸汽状态由湿蒸汽变为干饱和蒸汽饱和蒸汽,再变为过热蒸汽再变为过热蒸汽12ssTq112212vpvphhuuqw 1212thhssThqw2022-5

15、-29忽略散热及忽略散热及不可逆因素不可逆因素0q11221212vpvphhuuuuw21thhhw对过热蒸汽，经绝热对过热蒸汽，经绝热膨胀，过热度减小，膨胀，过热度减小，变为干饱和蒸汽。若变为干饱和蒸汽。若继续膨胀，则变为湿继续膨胀，则变为湿蒸汽，同时干度会随蒸汽，同时干度会随之减小。之减小。工程计算中最常遇到工程计算中最常遇到. 如水蒸气如水蒸气通过汽轮机膨胀而对外作功；又通过汽轮机膨胀而对外作功；又如水蒸气通过喷管的过程等如水蒸气通过喷管的过程等hS12=12t2P1P2t1(a)可逆绝热过程hSs2s1P1t112=12t2P22022-5-29 例例5-3 水蒸气在水蒸气在0.2M

16、Pa压力下从压力下从150定压加热到定压加热到250，试求，试求1kg水蒸气的吸热量、所作的膨胀功及热力学能增量。水蒸气的吸热量、所作的膨胀功及热力学能增量。 解：解：在在h-s图上，由图上，由p 0.2MPa的定压线与的定压线与t1 150的定温的定温线相交得初状态点线相交得初状态点1，与，与t2 250的定温线相交得终状态点的定温线相交得终状态点2，如图如图5-6所示。查得所示。查得 h1=2772kJ/kg，v1=1m3/kg h2=2973kJ/kg，v2=1.22m3/kg吸热量吸热量 （kJ/kg）膨胀功膨胀功 （kJ/kg）热力学能增量热力学能增量 （kJ/kg） 2012772

17、297312hhq44122. 1102 . 0)(312vvpw15744201wqu2022-5-29 例例5-4 水蒸气由压力水蒸气由压力p1 1MPa，温度，温度t1 300，可逆绝热，可逆绝热膨胀至膨胀至0.1MPa，试求，试求1kg水蒸气所作的膨胀功和技术功。（分水蒸气所作的膨胀功和技术功。（分别用别用h-s图和水蒸气表计算）图和水蒸气表计算） 解：解：（1）用）用h-s图计算在图计算在h-s图上，由图上，由p1 1MPa的定压的定压线与线与t1 300的定温线相交得点的定温线相交得点1，如图，如图5-4（d）所示。查得）所示。查得 h1 3050kJ/kg，v1 0.26m3/k

18、g并求得并求得 u1 h1 p1v1 3050 1 103 0.26 2790（kJ/kg）过点过点1作定熵线与作定熵线与p2 0.1MPa的定压线相交得点的定压线相交得点2，查得，查得 h2 2590kJ/kg，v2 1.65m3/kg求得求得 u2 h2 p2v2 2590 0.1 103 1.65 2425（kJ/kg）故膨胀功和技术功为故膨胀功和技术功为 （kJ/kg） （kJ/kg） 3652425279021uuw4602590305021thhw2022-5-29（2 2）用蒸气表计算）用蒸气表计算 根据根据p1 1 1 1MPa、t1 1 300300，查附表，查附表6 6未饱

19、和水和过热蒸汽表，得未饱和水和过热蒸汽表，得 h1 1 3050.43050.4 kJ/ /kg，v1 1 0.257930.25793m3 3/ /kg， s1 1 7.12167.1216kJ/ /（kg K）所以所以 u1 1 h1 1 p1 1v1 1 3050.4 1 1 10103 3 0.25793 2792.5（kJ/ /kg）根据终压根据终压p2 2 0.10.1MPa，查，查附表附表5 5按压力排列的饱和水与饱和按压力排列的饱和水与饱和水蒸气水蒸气表，得表，得 ts s 99.634；v 0.00104320.0010432m3 3/ /kg， v 1. .6943m694

20、3m3 3/ /kg；h 417.52417.52kJ/kg/kg， h 2675.142675.14kJ/kg/kg；s 1.30281.3028kJ/ /（kg K），）， s 7.35897.3589kJ/ /（kg K）2022-5-29)(ssxssx 96. 03028. 13589. 73028. 11216. 722 ssssx3 .3702 .24225 .279221uuw6 .4658 .25844 .305021thhw故故 h2 2 h +x2 2(hh ) ) 417.52417.52+0.90.96 6 (2675.142675.14 417.52)417.52)

21、 2584.84.8 8（kJ/kg/kg）v v2 2 v +x2 2(vv ) ) 0.00104320.0010432+0.90.96 6 (1.6943 0.0010432)0.0010432) 1.62.626666（m m3 3/ /kg） u u2 2 h2 2 pv2 2 2584.84 0.10.1 103 1.6266 2422.2（kJ/kg） 故膨胀功和技术功为故膨胀功和技术功为（kJ/kg）（kJ/kg） 因为因为s2 s1 7.1216kJ/（kg K），）， s s2s ，所以状，所以状态态2是湿蒸汽。先求是湿蒸汽。先求x2。根据。根据2022-5-29第三节第三

22、节 蒸汽动力循环蒸汽动力循环 动力循环是将热能转变为机械能的循环。动力循环是将热能转变为机械能的循环。 动力循环动力循环蒸汽动力循环蒸汽动力循环燃气动力循环燃气动力循环以水蒸气为工质以水蒸气为工质混合气体（也称混合气体（也称为燃气）为工质为燃气）为工质一、朗肯循环及热效率一、朗肯循环及热效率朗肯循环朗肯循环是在实际蒸汽动力循环的基础上经简化处理得是在实际蒸汽动力循环的基础上经简化处理得到的到的最简单、最基本最简单、最基本的的理想蒸汽动力循环理想蒸汽动力循环，是研究其它，是研究其它复杂的蒸汽动力循环的基础。复杂的蒸汽动力循环的基础。2022-5-29 一般蒸汽动力装置主要设备包括四部分：一般蒸汽

23、动力装置主要设备包括四部分：蒸汽锅炉、蒸汽锅炉、蒸汽轮机、凝汽器、水泵蒸汽轮机、凝汽器、水泵。图图5-7 朗肯循环朗肯循环朗肯循环由四个过程组成。朗肯循环由四个过程组成。2022-5-29图图5-7 朗肯循环朗肯循环12 绝热膨胀过程绝热膨胀过程过热蒸汽在汽轮机中进行过热蒸汽在汽轮机中进行绝热膨胀并对外作功。膨绝热膨胀并对外作功。膨胀终了的状态胀终了的状态2为低压下为低压下的湿蒸汽，称为的湿蒸汽，称为乏汽乏汽。23 定压定温放热过程定压定温放热过程乏汽在凝汽器中定压定温对冷却水放热凝结为乏汽在凝汽器中定压定温对冷却水放热凝结为饱和水饱和水。34绝热压缩过程绝热压缩过程水在给水泵中被绝热压缩，压

24、力提高，进入锅炉。水在给水泵中被绝热压缩，压力提高，进入锅炉。4561 定压加热过程定压加热过程在锅炉中的水定压吸热，经预热过程在锅炉中的水定压吸热，经预热过程45 ，汽化过程，汽化过程56，过热过，过热过程程61最后成为过热蒸汽。最后成为过热蒸汽。2022-5-29 在朗肯循环中，每千克蒸汽对外所作出的净功在朗肯循环中，每千克蒸汽对外所作出的净功w0应等于蒸汽流过汽轮应等于蒸汽流过汽轮机所作的功机所作的功ws,t与给水在给水泵内被绝热压缩所消耗的功与给水在给水泵内被绝热压缩所消耗的功ws,p之差。之差。根据稳定流动能量方程式根据稳定流动能量方程式ws,th1h2， ws,p=h4h3w0（h

25、1h2）（h4h3）锅炉（包括过热器）中每千克蒸汽的定压吸热量为锅炉（包括过热器）中每千克蒸汽的定压吸热量为q1h1h4凝汽器中，每千克蒸汽的定压放热量为凝汽器中，每千克蒸汽的定压放热量为q2h2h3均取其绝均取其绝对值对值均取其绝均取其绝对值对值2022-5-29朗肯循环的热效率为朗肯循环的热效率为 41342110thhhhhhqw由于给水泵消耗的功与汽轮机做的功相比甚小，一般情由于给水泵消耗的功与汽轮机做的功相比甚小，一般情况下可忽略不计，即况下可忽略不计，即h4 h3 04121thhhh2022-5-29 实际上由于水的不可压缩性，经水泵压缩后水的温实际上由于水的不可压缩性，经水泵压

26、缩后水的温度变化极小，在度变化极小，在T-s图上点图上点4 4与点与点3 3非常接近，水的定压加非常接近，水的定压加热过程线热过程线4 45 5与下界线也非常接近。通常可认为点与下界线也非常接近。通常可认为点4 4与点与点3 3重合、朗肯循环在重合、朗肯循环在T- -s图上可表示为图图上可表示为图5-75-7（b）中的）中的1 12 23 35 56 61 1。2022-5-29二、蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响二、蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响朗肯循环热效率很低朗肯循环热效率很低，实际上大、中型蒸汽动力装置均不，实际上大、中型蒸汽动力装置均不直接采用朗肯循环，而是采用对朗肯循环加以改造后得到

27、直接采用朗肯循环，而是采用对朗肯循环加以改造后得到的实用循环。这些实用循环所采取的改进措施，是根据朗的实用循环。这些实用循环所采取的改进措施，是根据朗肯循环热效率分析得到的，所以肯循环热效率分析得到的，所以研究蒸汽参数对朗肯循环研究蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响十分重要热效率的影响十分重要。蒸汽的初温和初压以及乏汽的终压确定后，整个朗肯循蒸汽的初温和初压以及乏汽的终压确定后，整个朗肯循环也就确定了。蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响，也环也就确定了。蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响，也就是指就是指初温、初压和终压对朗肯循环热效率的影响初温、初压和终压对朗肯循环热效率的影响。2022-5-291.1.

28、蒸汽初温对热效率的影响蒸汽初温对热效率的影响在相同的初压及终压下，在相同的初压及终压下，提高蒸汽的初始温度提高蒸汽的初始温度T1可以使朗可以使朗肯循环的肯循环的热效率提高热效率提高。 图图5-8 蒸汽初温的影响蒸汽初温的影响输出输出循环净功增加循环净功增加（面（面积积1 1 2 2 211211 ），），吸热量也吸热量也增加增加（面积（面积1 1 a a a a1111 ），），但后者的增加比率小于但后者的增加比率小于前者，前者，循环热效率必然循环热效率必然提高提高。提高蒸汽初温可使乏汽干提高蒸汽初温可使乏汽干度得以提高，即度得以提高，即x2 x2，这对汽轮机的安全运行有这对汽轮机的安全运行有

29、利。利。2022-5-292.2.蒸汽初压对热效率的影响蒸汽初压对热效率的影响在相同的初温及终压下，提高在相同的初温及终压下，提高蒸汽的初压蒸汽的初压p1可以使朗肯循可以使朗肯循环的环的热效率提高热效率提高。图图5-9 蒸汽初压的影响蒸汽初压的影响输出循环净功增加不大（面输出循环净功增加不大（面积积1 6 5 4 456c1 与面积与面积122 c1的差值），但的差值），但吸热量有明显吸热量有明显减少减少（面积（面积1aa c1与面积与面积1 6 5 4 456c1 的差值），其循的差值），其循环热效率有明显提高。环热效率有明显提高。2022-5-292.2.蒸汽初压对热效率的影响蒸汽初压对热

30、效率的影响图图5-9 蒸汽初压的影响蒸汽初压的影响但随蒸汽初压的提高，乏汽的但随蒸汽初压的提高，乏汽的干度将降低干度将降低，即，即x2 x2。因而。因而乏汽中所含水分增加，这将会乏汽中所含水分增加，这将会冲击和腐蚀汽轮机最后几级叶冲击和腐蚀汽轮机最后几级叶片，同时使汽轮机内部摩擦损片，同时使汽轮机内部摩擦损失增大，失增大，影响汽轮机安全运行影响汽轮机安全运行和使用寿命和使用寿命。可见，单纯地提。可见，单纯地提高初压弊大于利，高初压弊大于利，如果在提高如果在提高初压的同时提高初温初压的同时提高初温，可以避，可以避免乏汽干度下降或下降太多。免乏汽干度下降或下降太多。2022-5-293.3.乏汽压

31、力的影响乏汽压力的影响在相同的初温及初压下，降低在相同的初温及初压下，降低乏汽压力乏汽压力p2可以使朗肯循环可以使朗肯循环的的热效率提高热效率提高。图图5-10 乏汽压力的影响乏汽压力的影响输出循环输出循环净功增加较大净功增加较大（面（面积积23442344 3 3 2 2 2 2），吸热量增加），吸热量增加很少（面积很少（面积4bb4bb 4 4 4 4），其循），其循环热效率有所提高。环热效率有所提高。降低乏汽压力会使乏汽的降低乏汽压力会使乏汽的干度减干度减小小，同时还受到，同时还受到冷源温度及凝汽冷源温度及凝汽器传热温差的限制器传热温差的限制，所以，乏汽，所以，乏汽压力不能随意降低。压力

32、不能随意降低。 2022-5-29三、提高蒸汽动力循环热效率的其他途径三、提高蒸汽动力循环热效率的其他途径初态参数的提高取决于金属材料耐高温高压的性能，初态参数的提高取决于金属材料耐高温高压的性能，同时要考虑设备投资和运行费用的增加；而降低终同时要考虑设备投资和运行费用的增加；而降低终态参数又受环境温度的限制。为了提高蒸汽动力循态参数又受环境温度的限制。为了提高蒸汽动力循环的热效率和改善运行效果，在朗肯循环的基础上，环的热效率和改善运行效果，在朗肯循环的基础上，人们开发了一些较复杂的循环，如人们开发了一些较复杂的循环，如再热循环、回热再热循环、回热循环和热电合供循环循环和热电合供循环等。等。2

33、022-5-291.1.采用再热循环采用再热循环将汽轮机中膨胀到某中间压力的蒸汽又引将汽轮机中膨胀到某中间压力的蒸汽又引回锅炉再热器中或其它换热设备，重新加回锅炉再热器中或其它换热设备，重新加热升温，然后送回汽轮机中继续膨胀作功，热升温，然后送回汽轮机中继续膨胀作功，这就是这就是再热循环再热循环。2022-5-291.1.采用再热循环采用再热循环图图5-11 再热循环再热循环显然只要选择适当的显然只要选择适当的再热压力再热压力，就可，就可增加高温段的吸热过程增加高温段的吸热过程，使，使再热循环的再热循环的平均吸热温度高于朗肯循环平均吸热温度高于朗肯循环，从而提高循环的热效率。，从而提高循环的热

34、效率。2022-5-291.1.采用再热循环采用再热循环若忽略水泵所消耗的功量，其若忽略水泵所消耗的功量，其循环净循环净功为功为)()(210hhhhwba循环中总循环中总吸热量吸热量为为)()(311abhhhhq再热循环的再热循环的热效率热效率为为)()()()(312110tabbahhhhhhhhqw2022-5-291.1.采用再热循环采用再热循环最初采用再热循环的最初采用再热循环的主要目的是为了提高汽轮机乏汽主要目的是为了提高汽轮机乏汽干度，以改善汽轮机的运行条件干度，以改善汽轮机的运行条件。现在实现再热已经。现在实现再热已经成为成为大型蒸汽动力装置提高热效率的必要措施大型蒸汽动力

35、装置提高热效率的必要措施。高参。高参数的大型现代蒸汽动力厂均毫无例外地采用再热循环，数的大型现代蒸汽动力厂均毫无例外地采用再热循环，一般再热压力为初态压力的一般再热压力为初态压力的2030；再热温度等；再热温度等于初态温度，即于初态温度，即tb t1。通常。通常一次再热可使热效率提高一次再热可使热效率提高23.5。由于实现再热循环的实际设备和管路都比。由于实现再热循环的实际设备和管路都比较复杂，投资费用也很大，一般只有大型火力发电厂较复杂，投资费用也很大，一般只有大型火力发电厂且且蒸汽初压蒸汽初压p1在在13MPa以上时以上时才采用才采用。现代大型机组。现代大型机组很少采用二次再热，因为再热次

36、数增多，不仅增加设很少采用二次再热，因为再热次数增多，不仅增加设备费用，且给运行带来不便。备费用，且给运行带来不便。2022-5-292.2.回热循环回热循环回热循环是利用蒸汽的回回热循环是利用蒸汽的回热对水进行加热，热对水进行加热，消除朗消除朗肯循环中肯循环中4 45 5段（如图段（如图5-5-7 7）在较低温度下预热的）在较低温度下预热的不利影响不利影响，以提高热效率。，以提高热效率。如果利用蒸汽来加热给水，如果利用蒸汽来加热给水，显然可以有效地提高平均显然可以有效地提高平均吸热温度而使热效率提高。吸热温度而使热效率提高。2022-5-292.2.回热循环回热循环2022-5-292.2.

37、回热循环回热循环图图5-12所示为所示为一级抽汽蒸汽回热循环一级抽汽蒸汽回热循环的原理图和理论循环的的原理图和理论循环的T-s图。图。1kg压力为压力为p1的过热蒸汽进入汽轮机膨胀作功，当其压力降的过热蒸汽进入汽轮机膨胀作功，当其压力降到到p6时，从汽轮机中抽出时，从汽轮机中抽出 kg（ 1）蒸汽引入回热加热器，凝）蒸汽引入回热加热器，凝结放热；其余结放热；其余（1 ）kg蒸汽在汽轮机中继续膨胀作功直至乏汽蒸汽在汽轮机中继续膨胀作功直至乏汽压力压力p2，然后进入凝汽器被冷凝成水，经凝结水泵升压进入回热，然后进入凝汽器被冷凝成水，经凝结水泵升压进入回热加热器，接受加热器，接受 kg抽汽凝结时放出

38、的潜热并与之混合成为抽汽压抽汽凝结时放出的潜热并与之混合成为抽汽压力下的力下的1kg饱和水。最后经给水泵加压后，送入锅炉，吸收热量饱和水。最后经给水泵加压后，送入锅炉，吸收热量又成为又成为1kg新的过热蒸汽，从而完成一个循环。新的过热蒸汽，从而完成一个循环。2022-5-292.2.回热循环回热循环一级抽汽回热循环的理论循环一级抽汽回热循环的理论循环T- -s图是在图是在忽略水泵耗忽略水泵耗功功的前提下而得到的简化图形。应当注意的是，图上的前提下而得到的简化图形。应当注意的是，图上有些过程线并不代表有些过程线并不代表1kg1kg工质，详见图中过程线上的工质，详见图中过程线上的标示。标示。202

39、2-5-292.2.回热循环回热循环回热循环中的回热循环中的回热器回热器，是完成抽汽加热给水的换热设，是完成抽汽加热给水的换热设备。一般有两种类型：备。一般有两种类型：表面式和混合式表面式和混合式。在表面式回。在表面式回热器中，蒸汽和水互不接触，通过传热壁面交换热量；热器中，蒸汽和水互不接触，通过传热壁面交换热量；在混合式回热器中，蒸汽与水直接接触、相互混合加在混合式回热器中，蒸汽与水直接接触、相互混合加热。图热。图5-125-12中所示的回热器为混合式。中所示的回热器为混合式。2022-5-292.2.回热循环回热循环 称为称为回热抽汽系数回热抽汽系数，可根据回热器的能量方程平衡，可根据回热

40、器的能量方程平衡关系求出。由图关系求出。由图5-135-13，可列出能量平衡关系式为，可列出能量平衡关系式为 。2022-5-292.2.回热循环回热循环图图5-13 混合式回热器混合式回热器736)1 (hhh3637hhhh若忽略水泵消耗的功，一级抽汽回热循环若忽略水泵消耗的功，一级抽汽回热循环热效率热效率为为71216110t)(1 ()(hhhhhhqw712661)(1 ()(hhhhhh2022-5-292.2.回热循环回热循环抽汽压力的选择是必须考虑的问题抽汽压力的选择是必须考虑的问题，它取决于锅炉前给，它取决于锅炉前给水温度的高低，过高或过低都达不到提高循环热效率的水温度的高低，过高或过低都达不到提高循环热效率的目的。理论和实践表明，对于目的。理论和实践表明，对于一级抽汽回热循环，给水一级抽汽回热循环，给水回热温度以选定新蒸汽饱和温度与乏汽饱和温度的中间回热温度以选定新蒸汽饱和温度与乏汽饱和温度的中间平均值较好，并由此确定抽汽压力。平均值