2024年4月7日发(作者：止布)
第11章 蒸汽动力装置循环
第11章 蒸汽动力装置循环
11-1 朗肯循环中，汽轮机入口参数为：p
1
=12MPa、t
1
=540℃。试计算乏汽压力分别
0.005MPa、0.01MPa和0.1MPa时的循环热效率，通过比较计算结果，说明什么问题？
解：查水和水蒸汽焓－熵图，汽轮机入口焓为：h
1
=3455kJ/kg
乏汽压力p
c
为0.005MPa时：
乏汽焓 h
2
=2015kJ/kg，温度 t
s
=34℃
给水泵入口焓 h
2
´
=4.1868t
s
=4.1868×34=142.351kJ/kg
忽略泵功，循环的热效率
η
t
=
h
1
−
h
2
3455−2015
=43.47%
=
h
1
−
h
2'
3455−142.351
压力分别为0.01MPa和0.1MPa时的求解方法与上同。
计算结果：
p
c
0.005MPa 0.01MPa
t
s
0.1MPa
h
2
2015kJ/kg 2095kJ/kg 2400kJ/kg
34℃ 47℃ 100℃
41.74% 34.75%
h
2
142.351kJ/kg 196.78kJ/kg 418.68kJ/kg
η
t
43.47%
可见，汽轮机排汽压力升高，循环热效率降低。
11-2 朗肯循环中，汽轮机入口初温t
1
=540℃，乏汽压力为0.008 MPa，试计算当初压
p
1
分别为5 MPa和10MPa时的循环热效率及乏汽干度。
解：乏汽温度 t
s
=43℃，给水泵入口焓 h
2
´
=4.1868t
s
=4.1868×43=180.032kJ/kg
当初压p
1
为5 MPa时：
查水和水蒸汽焓－熵图，汽轮机入口焓为：h
1
=3529kJ/kg
乏汽焓 h
2
=2218kJ/kg, 乏汽干度x
2
=0.85
忽略泵功，循环的热效率
η
t
=
h
1
−
h
2
3529−2218
=39.15%
=
h
1
−
h
2'
3529−180.032
当初压p
1
为10MPa时的求解方法与上同。
计算结果：
P
1
5MPa 10MPa
h
1
3529kJ/kg 3478kJ/kg
h
2
2218kJ/kg 2103kJ/kg
η
t
39.15%
x
2
0.85
41.69%
0.803
11-3 某再热循环，其新汽参数为p
1
=12MPa、t
1
=540℃，再热压力为5MPa，再热后的
温度为540℃，乏汽压力为p
2
=6kPa，设汽机功率为125MW，循环水在凝汽器中的温升为
1
第11章 蒸汽动力装置循环
10℃。不计水泵耗功。求循环热效率、蒸汽流量和流经凝汽器的循环冷却水流量。
解：
查h-s图：
据P
1
=12MPa, t
1
=540℃ 查得：h
1
=3455kJ/kg, s
1
=6.62kJ/(kg.K)
据s
5
=s
1
, p
5
=5MPa 查得：h
5
=3180kJ/kg,
据P
6
=5MPa, t
6
=540℃ 查得：h
6
=3528kJ/kg, s
6
=7.09kJ/(kg.K)
据s
2
=s
6
, p
2
=6kPa 查得：h
2
=2182kJ/kg, t
7
=37℃
h
3
=
4.1868t
2
=
4.1868
×
37
=
154.912kJ/kg
循环吸热量
q
1
=h
1
−h
3
+h
6
−h
5
=3455−154.912+3528−3180=3648.088kJ/kg
循环放热量
q
2
=h
2
−h
3
=2182−154.912=2027.088kJ/kg
热效率
η
t
=
1
−
q
2
2027.088
=
1
−=44.43%
q
1
3648.088
循环净功
w
net
=q
1
−q
2
=3648.088−2027.088=1621kJ/kg
据
P=
1000
w
net
q
m
，蒸汽流量
3600
3600
P
3600×125×10
3
q
m
===277.61
t
/
h
1000
w
net
1621×1000
根据凝汽器中的热平衡：冷却水吸收的热量＝乏汽放出的热量
q
w
c
p
∆
t
w
=
q
m
(
h
2
−
h
3
)
2
2024年4月7日发(作者：止布)
第11章 蒸汽动力装置循环
第11章 蒸汽动力装置循环
11-1 朗肯循环中，汽轮机入口参数为：p
1
=12MPa、t
1
=540℃。试计算乏汽压力分别
0.005MPa、0.01MPa和0.1MPa时的循环热效率，通过比较计算结果，说明什么问题？
解：查水和水蒸汽焓－熵图，汽轮机入口焓为：h
1
=3455kJ/kg
乏汽压力p
c
为0.005MPa时：
乏汽焓 h
2
=2015kJ/kg，温度 t
s
=34℃
给水泵入口焓 h
2
´
=4.1868t
s
=4.1868×34=142.351kJ/kg
忽略泵功，循环的热效率
η
t
=
h
1
−
h
2
3455−2015
=43.47%
=
h
1
−
h
2'
3455−142.351
压力分别为0.01MPa和0.1MPa时的求解方法与上同。
计算结果：
p
c
0.005MPa 0.01MPa
t
s
0.1MPa
h
2
2015kJ/kg 2095kJ/kg 2400kJ/kg
34℃ 47℃ 100℃
41.74% 34.75%
h
2
142.351kJ/kg 196.78kJ/kg 418.68kJ/kg
η
t
43.47%
可见，汽轮机排汽压力升高，循环热效率降低。
11-2 朗肯循环中，汽轮机入口初温t
1
=540℃，乏汽压力为0.008 MPa，试计算当初压
p
1
分别为5 MPa和10MPa时的循环热效率及乏汽干度。
解：乏汽温度 t
s
=43℃，给水泵入口焓 h
2
´
=4.1868t
s
=4.1868×43=180.032kJ/kg
当初压p
1
为5 MPa时：
查水和水蒸汽焓－熵图，汽轮机入口焓为：h
1
=3529kJ/kg
乏汽焓 h
2
=2218kJ/kg, 乏汽干度x
2
=0.85
忽略泵功，循环的热效率
η
t
=
h
1
−
h
2
3529−2218
=39.15%
=
h
1
−
h
2'
3529−180.032
当初压p
1
为10MPa时的求解方法与上同。
计算结果：
P
1
5MPa 10MPa
h
1
3529kJ/kg 3478kJ/kg
h
2
2218kJ/kg 2103kJ/kg
η
t
39.15%
x
2
0.85
41.69%
0.803
11-3 某再热循环，其新汽参数为p
1
=12MPa、t
1
=540℃，再热压力为5MPa，再热后的
温度为540℃，乏汽压力为p
2
=6kPa，设汽机功率为125MW，循环水在凝汽器中的温升为
1
第11章 蒸汽动力装置循环
10℃。不计水泵耗功。求循环热效率、蒸汽流量和流经凝汽器的循环冷却水流量。
解：
查h-s图：
据P
1
=12MPa, t
1
=540℃ 查得：h
1
=3455kJ/kg, s
1
=6.62kJ/(kg.K)
据s
5
=s
1
, p
5
=5MPa 查得：h
5
=3180kJ/kg,
据P
6
=5MPa, t
6
=540℃ 查得：h
6
=3528kJ/kg, s
6
=7.09kJ/(kg.K)
据s
2
=s
6
, p
2
=6kPa 查得：h
2
=2182kJ/kg, t
7
=37℃
h
3
=
4.1868t
2
=
4.1868
×
37
=
154.912kJ/kg
循环吸热量
q
1
=h
1
−h
3
+h
6
−h
5
=3455−154.912+3528−3180=3648.088kJ/kg
循环放热量
q
2
=h
2
−h
3
=2182−154.912=2027.088kJ/kg
热效率
η
t
=
1
−
q
2
2027.088
=
1
−=44.43%
q
1
3648.088
循环净功
w
net
=q
1
−q
2
=3648.088−2027.088=1621kJ/kg
据
P=
1000
w
net
q
m
，蒸汽流量
3600
3600
P
3600×125×10
3
q
m
===277.61
t
/
h
1000
w
net
1621×1000
根据凝汽器中的热平衡：冷却水吸收的热量＝乏汽放出的热量
q
w
c
p
∆
t
w
=
q
m
(
h
2
−
h
3
)
2