Цикл Ренкина

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

История

Цикл Ренкина был предложен в середине 19 века инженером и физиком У.Ренкиным

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 (такие электростанции называют конденсационными или КЭС).

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 (т.е. 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" Москва Инфра-М 2007 ISBN 978-5-16-002223-9
• Техническая термодинамика. Под ред. В.И. Крутова. Москва «Высшая школа» 1981 (формат djvu)