Цикл Ренкина

Термодинамические циклы
Статья является частью серии «Термодинамика».
Цикл Аткинсона
Цикл Брайтона/Джоуля
Цикл Гирна
Цикл Дизеля
Цикл Калины
Цикл Карно
Цикл Ленуара
Цикл Миллера
Цикл Отто
Цикл Ренкина
Цикл Стирлинга
Цикл Тринклера
Цикл Хамфри
Цикл Эрикссона
Разделы термодинамики
Начала термодинамики
Уравнение состояния
Термодинамические величины
Термодинамические потенциалы
Термодинамические циклы
Фазовые переходы
править
См. также «Физический портал»

Цикл Ренкина — термодинамический цикл преобразования тепла в работу с помощью водяного пара.

История

Цикл Ренкина был предложен в середине XIX века инженером и физиком У. Ренкином

КПД цикла

Термодинамические исследования цикла Ренкина показывают, что его эффективность в большей степени зависит от величин начальных и конечных параметров (давления и температуры) пара.

$\,\!\eta = \frac{q_1-q_2}{q_1} = \frac{l_a^T-l_a^H}{q_1}$.

Процессы

Диаграмма T-S

Цикл Ренкина состоит из следующих процессов:

• изобара линия 4-5-6-1. Происходит нагрев и испарение воды, а затем перегрев пара. В процессе затрачивается теплота ${q_1}$.

• адиабата линия 1-2. Процесс расширения пара в турбине, то есть её вращение паром (${l_a^T}$).

• изобара линия 2-3 Конденсация отработанного пара с отводом теплоты ${q_2}$ охлаждающей водой.

• адиабата линия 3-4. Сжатие сконденсировавшейся воды до первоначального давления в парогенераторе с затратой работы ${l_a^H}$.

Применение

Цикл Ренкина нашёл применение в современных тепловых электростанциях большой мощности использующих в качестве рабочего тела водяной пар.

Обратный цикл Ренкина

При прохождении цикла Ренкина в обратном направлении (1—6—5—4—3—2—1) он описывает рабочий процесс холодильной машины с двухфазным рабочим телом (то есть претерпевающим в ходе процесса фазовые переходы от газа к жидкости и наоборот). Холодильные машины, работающие по этому циклу, с фреоном в качестве рабочего тела широко используются на практике в качестве бытовых холодильников, кондиционеров и промышленных рефрижераторов с температурой морозильника до −40 °C.

Литература

1. Г.Ф. Быстрицкий Основы энергетики. — М.: Инфра-М, 2007. — 276 с. — ISBN 978-5-16-002223-9
2. Техническая термодинамика. Под ред. В. И. Крутова. Москва «Высшая школа» 1981 (формат djvu)