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1、蒸汽动力循环的实验一、实验的目的1、使我们更加了解蒸汽动力循环的运作过程。2、使我们清楚的知道简单的蒸汽动力循环在运 作过程中所需要的工具、设备及其他的等等。3、使我们更加明白蒸汽动力循环的原理、优缺 点等等，为以后利用它做准备。二、实验所需要的设备 简单蒸汽动力装置的主要热力设备：蒸汽锅炉、 汽轮机、给水泵和冷凝器。三、实验的原理 简单蒸汽动力循环装置是怎样进行动力循环工 作的呢？其工作过程如下：水在锅炉中吸收热量形成 过热蒸汽。过热蒸汽被送至汽轮机绝热膨胀作功。作 功后的乏汽被送至冷凝器内凝结成水。再由给水泵加 压后送回锅炉加热而完成一个循环。示意图如下：蒸汽动力装置理想循环的组成：0-1
2、 为定压吸热过 程；1-2 为绝热膨胀过程；2-3 为定压放热过程；3-4 为绝热加压过程。其示意图如下：件nM四、蒸汽动力循环热效率分析 （如下图）q1 = h1 hO0-1 过程2-3 过程，工质吸热 工质放热：q2二 h2 - h31- 2 ，工质在汽轮机中所作的轴功(w)s,p 3 - 0w 二(w)-0( s,T)1 - 2s,p 3 - 0=(h1 - h2) - (h0 - h3)五、蒸汽动力循环热效率如下图)绝热膨胀过程为(ws,T)1 -2=h1 h2绝热加压过程 3-0，给水泵消耗的轴功为二 h - h03循环净功q1 = h1 hO二(h1 - h2) - (h0 - h
3、3)循环净功为汽轮机轴功和水泵耗功之差，即s, Tl - 2s,p 3 - 0因此，有门=W0 =（h1 - h2）- % h3）tqihi - ho水泵的耗能约为汽轮机轴功的 2%，可忽略，s,p 3 - 0则循环热效率可近似表示为n S- 2 匕六、整理实验数据并分析。 通过以上的分析，可知蒸汽动力循环过程 很清晰简单明了，但是运用此技术时，蒸汽动力循 环的热效率是很难把握的，它的影响因素有好多， 比如 :1 、蒸汽的初温2、乏汽压力 等等，我们需要 通过单一变量法，采用一个更好的方法去提高蒸汽 动力循环的热效率，只有这样才能更好的了解蒸汽 动力循环并更好地利用它。（其中对蒸汽动力循环 的
4、热效率的影响因素的分析如下）1、分析蒸汽的初温对蒸汽动力循环的影响（图 如右）设初压pl、乏汽压力p2不变。蒸汽的初温由T1f t f平均加热温度提高，即Tm1 Tm1放热过程2-3 与原过程 2-3 的放热温度 T2 相同。于是，由等效卡诺循环热效率公式n t=1 （T2/Tm1） 可知，蒸汽初温由T1提高到片时，蒸汽动力循环热效 率提高。所以，蒸汽初温提高时，如蒸汽初压不变，膨胀 终状态2比原状态 2 的干度大，即乏汽中含有的水分 减少，这利于减少汽轮机内部的功耗散，也利于汽轮 机叶片工作条件的改善。另外，为提高蒸汽初温，要 求锅炉过热器材料具有较好的耐热性。2、分析蒸汽的初压对蒸汽动力循
5、环的影响（图如下）or设初温T1及乏汽的压力 p2 不变。蒸汽初压由pi提高到p -平均加热温度提高，即 1T Tm1。m1放热过程2 -3 和原过程 2-3 放热温度 T2 相同于是，根据等效卡诺循环的热效率公式n t=1 (T2/Tm1)可知，提高蒸汽初压p可使朗肯循环的热效1率提高。所以，蒸汽初压提高时，如蒸汽初温不变，则膨胀 终了状态 比原状态 2 的干度小，即乏汽中的水分增 加，这会引起汽轮机内部的耗散增加。当水分过多时， 由于水滴的冲击，汽轮机叶片表面受破坏，甚至引起 叶片振动，影响叶片使用寿命。因此，一般同时提高 蒸汽的初温及初压，保证既能提高热效率，又能使汽 轮机内部具有良好的工作条件。3、分析乏汽压力对蒸汽动力循环的影响O（图如右）设初温T1及初压力pl不变。（乏汽压力p2-与乏汽压力相应的饱和温度（一放热过程2 - 3比原过程2-3有更低的放热温度，即T T2。虽这T2时加热过程的起点TO也降低为*，但它对整个加热过 程的平均加热温度影响很小。因而，由等效卡诺循环热效率公式可知，（乏汽压 力p2f蒸汽动力循环热效率f。乏汽凝结温度主要取决于自然环境中冷却介质温度。当乏汽凝结温度降低到28C时，乏汽的压力相应地降低为 O.OO39MPa 左右。 （查资料获得）总之，要想很好的应用蒸汽动力循环这一技术，必须考虑以上分析的三个影响它的重要因素。
蒸汽动力循环的实验一
