朗肯循环
朗肯循环的定义
朗肯循环的定义嘿，朋友们！今天咱来聊聊朗肯循环呀！你说这朗肯循环啊，就像是一个特别会精打细算的小管家。
它呢，主要是关于热能和机械能之间的奇妙转换。
就好像咱家里的各种电器，电进去了，就能变成别的能量来为咱服务。
朗肯循环也是这样，把热能转化成机械能，让机器能呼呼转起来。
想象一下，热能就像是一股热情满满的力量，在朗肯循环这个“魔法阵”里跑来跑去。
首先呢，工质被加热，变得热气腾腾的，就像人充满了活力一样。
然后这热气腾腾的工质就去推动汽轮机，这汽轮机就像是个大力士，被这股热情推动着开始干活啦！接着，工质累了，温度降低了，就像人跑累了要休息一样。
这时候它就被冷却凝结成液体。
可别小瞧这液体，它可是要重新再来一遍这个过程呢！这朗肯循环可不简单啊，它在很多地方都大显身手呢！比如说发电厂，没有它，那电从哪儿来呀？它就像一个默默无闻的幕后英雄，一直在为我们的生活提供着动力。
你说要是没有朗肯循环，那咱的生活得变成啥样啊？家里的电灯不亮了，电器也用不了啦，那多不方便呀！所以说呀，这朗肯循环可真是太重要啦！咱再想想，这朗肯循环就像是一个永不停歇的循环赛道，工质在上面不停地跑呀跑，一直为我们创造着价值。
它是不是很神奇呢？而且呀，它还在不断地发展和进步呢！科学家们一直在研究怎么让它更高效，更厉害。
咱平时可能感觉不到它的存在，但它却实实在在地影响着我们的生活呢！这就好像空气一样，平时感觉不到，但没了可不行。
总之呢，朗肯循环就是这么一个神奇又重要的东西，咱得好好感谢它为我们的生活做出的贡献呀！它就像一个默默守护我们的好朋友，一直都在那里，不离不弃。
所以呀，咱可得好好珍惜它，让它能更好地为我们服务哟！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
朗肯循环的一点两线三区五态
朗肯循环的一点两线三区五态一点:临界点两线:饱和水线，饱和蒸汽线三区:未饱和水区，湿饱和蒸汽区，过热蒸汽区五态:未饱和水，饱和水，湿饱和蒸汽，干饱和蒸汽，过热蒸汽。
根据热力学第二定律，再一定的温度范围内，以卡诺循环的热效率为最高，而且热效率的大小与工质的性质无关，只取决于热源和冷源的温度，即“T"。
卡诺循环由两个定温过程和两个绝热过程所组成。
从理论上说，以水蒸气做工质的卡诺循环是可能实现的。
因为在饱和水的定压汽化和饱和蒸汽的定压凝结过程中，水蒸气的温度都保持不变，因此水蒸气的定温加热和定温冷却过程可以在湿蒸汽区域进行，可以画图表示如右。
从组成循环的四个过程来看，与理想的卡诺循环完全一致，但是实际上，由于下述原因，卡诺循环在蒸汽动力装置中并不被应用。
卡诺循环只可以应用于饱和蒸汽区，这使得可利用的温差不大，导致循环热效率不高。
因饱和蒸汽的最高温度为临界温度，使得卡诺循环的上限温度TH受水蒸气临界温度的限制，最高不能超过374℃，否则就不能实现定温吸热过程。
所以，虽然锅炉的炉膛温度可达到1500°℃，金属材料的耐热温度也在600°℃以上，但水蒸气按卡诺循环运行时，这些温差极限都不能被利用。
同时，因放热温度的下限为大气温度，这使得卡诺循环可利用的温差不大，循环的热效率受到限制。
水蒸气按卡诺循环工作时，在2-3定温放热过程中，蒸汽只部分凝结，图中的3点处于湿蒸汽区，而湿蒸汽的比体积很大，对其进行绝热压缩一方面需要尺寸庞大的压缩机，另一方面耗功也很大。
水蒸气按卡诺循环时，1- 2绝热膨胀过程的终态蒸汽湿度很大，对气轮机末几级的叶片侵蚀严重，危及气轮机的安全运行。
气轮机一般要求做工后的乏汽不小于0.85~0.88。
朗肯循环
实际朗肯循环
实际朗肯循环
实际朗肯循环是一种热力学循环过程，由朗肯循环发展而来，用于描述内燃机的工作原理。
与理想朗肯循环不同的是，实际朗肯循环考虑了内燃机的实际工作条件，包括气体的压力和温度变化、摩擦和泄漏等因素。
实际朗肯循环包括四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
在进气阶段，空气和燃料混合物被吸入内燃机中。
在压缩阶段，活塞向上移动，压缩气体和燃料混合物，使它们达到高压状态。
在燃烧阶段，点火器点燃燃料混合物，产生高温高压的燃烧气体，推动活塞向下运动。
在排气阶段，剩余的燃烧气体被排出内燃机。
在实际朗肯循环中，燃烧气体的压力和温度变化是非常关键的，因为它们直接影响内燃机的性能和效率。
例如，在高压状态下燃烧气体的温度会升高，这可以提高内燃机的功率输出。
但是，高温会导致燃烧气体的压力下降，从而减少内燃机的效率。
另一个影响内燃机效率的因素是摩擦和泄漏。
活塞和缸体之间的摩擦会导致能量损失，而气缸之间的泄漏会导致燃烧气体压力下降，从而影响内燃机的效率和性能。
总之，实际朗肯循环是描述内燃机工作原理的重要模型，它考虑了内燃机的实际工作条件，可以帮助工程师设计和改进内燃机的性能和效率。
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朗肯循环提高效率的途径
朗肯循环提高效率的途径
朗肯循环是一种热力循环，它可以提高热能转换成机械能的效率。
以下是一些提高朗肯循环效率的途径：
1. 提高燃烧温度：提高燃烧温度可以增加工作物质的温度差，从而提高朗肯循环的效率。
这可以通过使用高温燃烧室、改进燃烧器设计、增加燃烧室压力等方法实现。
2. 优化压缩比：压缩比是指压缩过程中气体体积变化的比值。
增加压缩比可以提高燃料的压缩效率，从而提高朗肯循环的效率。
然而，过高的压缩比可能会导致爆震和燃烧不完全等问题，所以要权衡考虑。
3. 降低循环温差：朗肯循环的效率与循环温差有关，温差越大效率越高。
因此，减小冷却水温度和增加排气温度可以提高朗肯循环的效率。
这可以通过使用高效冷却系统和热交换器来实现。
4. 减小机械损失：机械损失包括摩擦损失和漏气损失。
通过使用高质量的材料、精确的制造工艺和优化设计来减小机械损失，可以提高朗肯循环的效率。
5. 应用透平技术：透平技术是一种能将热能转换成机械能的技术，可以用于提高朗肯循环的效率。
透平机械可以在燃烧过程中直接从高温烟气中提取能量，并将其转化为机械能。
总的来说，提高朗肯循环效率的关键是提高燃烧温度、优化压
缩比、降低循环温差、减小机械损失并应用透平技术。
这些方法的综合应用可以有效提高朗肯循环的效率。
布雷顿循环和朗肯循环
布雷顿/朗肯底循环是美、俄发展大功率空间核动力的主要研究方向。
一是这种转换的功率范围宽，功率可以从数十千瓦（如法国20 KW的空间核电源）到兆瓦级（如俄罗斯热功率为3 Mw，电功率为0.8 Mw的电推进电源)；二是它可以采用高温气冷反应堆，反应堆一回路也可以采用液态金属冷却，二回路采用气体布雷顿循环。
三是它适于双模式（核热推进和发电两用）反应堆。
但它的轴速每分钟达到3万～6万转，如何防止转轴磨损、在空间条件下保持系统的正常运行等技术需要突破。
在空间电源上的应用:布雷顿循环可以是开式循环，也可以是闭式循环。
在核反应堆热源中只能采用闭式循环。
有两种结构形式：一类是气体工质通过核反应堆的一回路热交换器进行热交换，一般用锂做核反应堆的冷却剂。
这样的反应堆结构紧凑，运行温度在1600K以下（锂的沸点约1620K），但有两条主回路；第二类是气体工质直接通过核反应堆堆芯，由燃料元件加热气体工质。
1)高温液态金属冷却反应堆布雷顿循环法国于1986年提出以NaK为冷却剂、UO2为燃料的快中子反应堆，热电转换采用双布雷顿循环，热管辐射冷却器散热。
输出电功率为20kW，热电转换效率达21%，设计寿命为7年。
由于余热排放温度低(509K)，因此，辐射冷却器面积大。
2)高温气体冷却反应堆布雷顿循环气体工质直接通过反应堆堆芯，被加热到1123 K以上，这一高温高压气体，直接推动氦气涡轮机带动发电机发电，同时也带动压气机压缩氦气。
涡轮机的尾气经回热器低压侧后将余热传输给高压侧氦气，然后进入预冷器，降至低温。
低温氦气进入有中间冷却器的（氦气）机组后被压缩成高压氦气，然后进入回热器高压侧被加热至接近涡轮机的排气温度，最后进入反应堆堆芯，重复循环过程。
原理:在这种系统中，聚集在接收器上的太阳能被传递给布雷顿（Brayton）发动机实现热电转换。
整个系统包括涡轮发动机、压缩机以及转子式交流发电机。
工作流体为惰性气体，气体从接收器进入涡轮机后膨胀，在热交换机中降温后被压缩，再进入太阳能接收器加热完成一个循环，其中在热交换机中由液体冷却机吸收废热。
朗肯循环的四个过程
朗肯循环的四个过程
朗肯循环的四个过程：
1-2过程：在不考虑摩擦等不可逆因素的情况下，汽轮机中的蒸汽膨胀过程由于其流量大，散热相对较小，简化为可逆绝热膨胀过程，即等熵膨胀过程。
2-3过程：蒸汽在冷凝器中冷却成饱和水，系统外还考虑了不可逆温差传热系数，简化为可逆恒压冷却过程。
因为该过程是在饱和区进行的，所以也是恒温过程。
3-4过程：水泵内的水被压缩升压，通过水泵的流量相对较大，因此水泵向周围散发的热量相当于单位质量的工质，可以忽略不计，因此将3-4过程简化为可逆绝热压缩过程，即等熵压缩过程。
4-1过程：锅炉内水加热的过程原本是在外火焰与工质温差较大的情况下进行的，工质的压力损失是不可避免的，是一个不可逆的加热过程。
我们把它理想化为忽略工质的压力变化，把这个过程想象成无数个与工质温度相同、工质可逆传热的热源，即把传热的不可逆因素放在系统外，只聚焦在工质的一侧。
这样，加热过程被理想化为恒压可逆吸热过程。
二氧化碳朗肯循环
在朗肯循环中，工质在定压下进行加热、膨胀、冷凝和压缩，从而完成循环。
其中，二氧化碳作为一种常见的工质，被广泛应用于朗肯循环中。
首先，让我们了解一下二氧化碳的特点。
二氧化碳是一种无色、无味的气体，化学性质稳定，不易与其他物质发生反应。
它的沸点低，约为-78.5°C，因此在较低的温度下就可以冷凝成液体。
这些特点使得二氧化碳成为朗肯循环中理想的工质之一。
在二氧化碳朗肯循环中，二氧化碳首先被压缩到高压状态，然后进入燃烧室进行加热。
在燃烧室内，二氧化碳与燃料混合并燃烧，释放出大量的热能。
这个过程是在定压下进行的，以保证工质的热力学状态不变。
接着，被加热的二氧化碳进入膨胀机进行膨胀，推动发电机转动并产生电能。
在这个过程中，二氧化碳的体积增大，压力减小，释放出机械能。
这个过程也是定压下进行的，以保证工质的热力学状态不变。
然后，二氧化碳被冷凝成液体状态，并通过节流阀进行节流，再次进入燃烧室进行加热和膨胀，完成循环。
这个过程中，二氧化碳通过液体的冷凝和节流来回收一部分能量，提高了循环效率。
总的来说，二氧化碳朗肯循环是一种高效、环保的发电方式。
它利用了二氧化碳的稳定性和低沸点等特点，实现了在较低温度下的热能回收和发电。
在未来，随着技术的不断进步和环保要求的提高，二氧化碳朗肯循环将在能源利用和环保领域发挥更加重要的作用。
工程热力学朗肯循环的组成及其热力学分析
工程热力学朗肯循环的组成及其热力学分析工程热力学朗肯循环是一种常用的热能转化循环，广泛应用于发电厂和热能利用系统中。
本文将介绍朗肯循环的组成以及进行热力学分析的方法。
一、朗肯循环的组成朗肯循环由四个基本过程组成，分别是压缩过程、加热过程、膨胀过程和冷却过程。
这四个过程依次构成了朗肯循环的闭合回路。
1. 压缩过程（过程1-2）在压缩过程中，工作物质（一般为气体）从低压状态开始，经过外界施加的压力逐渐增加，体积减小。
此过程中，工作物质吸收外界的功，内能增加，温度略有升高。
2. 加热过程（过程2-3）在加热过程中，压缩后的工作物质进入燃烧室或热源，外部热源提供热量使工作物质温度升高。
该过程中，工作物质的压力保持不变，体积进一步减小，内能继续增加。
3. 膨胀过程（过程3-4）在膨胀过程中，工作物质从燃烧室或热源出来，进入涡轮机或其他能量转换装置。
在该过程中，工作物质对外界做功，体积增大，压力和温度均下降。
4. 冷却过程（过程4-1）在冷却过程中，膨胀后的工作物质进入冷凝器或制冷系统。
冷凝器从工作物质中吸收热量，使工作物质的温度进一步下降，同时体积也进一步增大。
该过程中，工作物质的压力保持不变。
二、朗肯循环的热力学分析对朗肯循环进行热力学分析可以得到一些重要的性质和参数，如工作物质吸收的热量、外界所做的功以及朗肯循环的效率等。
1. 吸热量和做功在朗肯循环中，吸热量和做功分别由加热过程和膨胀过程提供。
吸热量可以通过热传导计算得到，做功可以通过对朗肯循环绝热效率的定义得到。
朗肯循环的绝热效率是指在循环过程中由膨胀和压缩所产生的功与理论最大功的比值。
2. 效率朗肯循环的效率是通过计算输出功和输入热量之间的比值得到。
对于朗肯循环，其效率可以通过Carnot循环效率和绝热效率的比值来计算。
其中，Carnot循环效率是指在给定的两个温度之间工作的理想热力循环的效率。
3. 热力学分析方法对于朗肯循环的热力学分析，可以通过绘制朗肯循环的P-V（压力-体积）和T-S（温度-熵）图来进行。
朗肯循环(整理).ppt
5
6b
放热量：
4
q2 h2 h3
净功（忽略泵功）：
3
2
wnet h1 hb ha h2
热效率： t,RH
wnet q1
(h1s hb ) (ha h2 ) (h1 h4 ) (ha hb )
蒸汽再热循环实体照片
§10-3 蒸汽回热循环(regenerative)
1 1kg
占0.8~1%，
忽略泵功
t
h1 h1
h2 h3
4 3
1 2
s
如何提高朗肯循环的热效率
T
5 4
3
t
h1 h1
h2 h3
1
影响热效率
的参数？
6
p1, t1, p2
2
s
蒸汽初压对朗肯循环热效率的影响
t1 , p2不变，p1
T
5' 5
4' 4
3
1' 1 6'
6
2' 2 s
优点：
• T1
t
• v2' ，汽轮机出口
T
h
1
1
4
4
2
3
2
3
s
s
郎肯循环功和热的计算
汽轮机作功：
ws,12 h1 h2
凝汽器中的定压放热量： h
q2 h2 h3
1
水泵绝热压缩耗功：
ws,34 h4 h3
4
锅炉中的定压吸热量：
3
q1 h1 h4
2 s
郎肯循环热效率的计算
t
wnet q1
ws,12 ws,34 q1
h 一般很小，
吸热量：