Chapt.5-热力循环-热力学第二定律及其应用

1、Chapt.5Chapt.5 热力循环热力循环热力学热力学第二定律第二定律&应用应用曲阜师范大学曲阜师范大学.化学与化工学院化学与化工学院2 5.1 热力学第二定律 5.2 熵&熵增原理热力学第二定律用于闭系热力学第二定律用于闭系熵流熵流&熵产熵产熵平衡熵平衡 5.3 热力学图表&应用 5.4 蒸汽动力循环 5.5 制冷&制热3 第二定律几种等价的表述热传导过程不可逆热传导过程不可逆功转化为热过程功转化为热过程不可逆不可逆4孤立体系热力学第二定律的表述式：u表述实质表述实质 热力学过程有一定方向热力学过程有一定方向&限度限度 自发过程不可逆自发过

2、程不可逆体系与环境构成孤立体系。孤立体系热力学第二定律的另一种表述式：5热源： 即可取出热量，也可投入热量 取出或投入热量，热源温度不变。 热源里进行的过程是可逆过程 地球周围的大气及天然水源可视为热源。功源： 即做出功，也可接受功 功源与外界只有功交换而无热量或质量交换 热源里进行的过程是绝热可逆过程，因此功源里无熵变6 热机效率 卡诺定律过程中获得的功过程中获得的功W除以投入此过程的热量除以投入此过程的热量QsTWQ(5-4)(5-4)按热力学第一定律按热力学第一定律(H=Q-Ws),),系统从热源吸收的热只能部分转化系统从热源吸收的热只能部分转化为功为功, ,故热机实际效率故热机实际效率

3、 1 1，而只有卡诺，而只有卡诺(Carnot)(Carnot)循环效率最高循环效率最高. .(1)(1)所有工作于同温热源、同温冷源之间热机所有工作于同温热源、同温冷源之间热机, ,可逆热机效率最高可逆热机效率最高; ;(2)(2)所有工作于同温热源、同温冷源之间可逆热机所有工作于同温热源、同温冷源之间可逆热机, ,效率相等效率相等, ,并与并与 工作介质无关工作介质无关. .卡诺循环卡诺循环(i.e.(i.e.可逆热机可逆热机) )热效率热效率 1LCT RHTT (5-5)(5-5)7 熵可逆热温商rQdSTa)对可逆等温过程：积分上式2211rQSSST.rrQSorQT ST对可逆汽

4、化过程：vapHSTb)对可逆绝热过程：0S等熵过程c)对非可逆过程：S状态函数的性质来计算8 熵增原理 孤立体系(or.隔离物系)中,熵永不减少,平衡态时熵值最大.0tS(5-1)(5-1)数学表达式：孤立体系中：熵的微观物理意义：系统混乱程度大小的度量,单位J.K-10 不可逆or自发=0 可逆or平衡0tsyssurSSS (5-3)(5-3)孤立体系总熵变孤立体系总熵变熵增原理提供了一种利用总熵变(而非体系熵变)判断过程进行方向和限度的判据.9 封闭体系热力学第二定律数学表达式将式(5-3)写成微分式,得0syssurdSdS而而sursyssursursurdSdSdSQQdSTT

5、热源功源热源0功源与外界有功功源与外界有功/无热交换无热交换; 功源功源绝热可逆绝热可逆, ,无熵变无熵变式中, 外界环境热源与体系所交换的热; 体系与外界环境热源所交换的热,两者相差一负号; 外界环境热源温度.surQsurTsysQ10将上述几式代入式(4-3),得syssyssurQdSTsysQdST上式通常写成：(5-6)(5-6)闭系热力学第二定律数学表达式,or.克劳修斯不等式.对于可逆过程：取“”,可逆传热，热源与闭系温度相等,T既是热源温度又是闭系温度;对不可逆过程：取“”，T热源温度.NB: Q为过程函数为过程函数,对于相同的状态变化对于相同的状态变化,可逆过程热温商可逆过

6、程热温商 与不可逆过程热温商与不可逆过程热温商 不相等不相等.QTrQT11 熵流闭系经历一可逆过程,从环境热源吸热 ,熵变为RQRsysQdST体系接受时,环境热源则失去 ,其熵变为RQRQRsurQdSTRfQdST随 热流产生的熵定义熵流：RQ(5-7)(5-7)NB:a) 符号由 决定;b)功传递不会引起熵流：fdSRQ12 有序能量（e.g.机械能、电能etc.）耗散为无序热能, 并被体系吸收,必然导致体系熵的增加熵产生.熵产熵产不可逆过程：不可逆过程：13 熵产熵产不是不是体系性质体系性质,仅与过程不可逆程度相联系仅与过程不可逆程度相联系, 不可逆不可逆程度程度 ,熵产生量熵产生量

7、 ，而对于可逆过程无熵产生，而对于可逆过程无熵产生.gSgS00gS=0=0gS0 0不可逆过程不可逆过程可逆过程可逆过程不可能过程不可能过程14 以热力学第一定律为指导的能量衡算对解决工程问题十分重要。 它从能量转换的数量关系评价过程和装置在能量利用上的完善性； 然而它对于揭示过程不可逆引起的能量损耗，则毫无办法。根据热力学第二定律，能量的传递和转化须加上些限制，熵就是用以计算这些限制的，而熵平衡就是用来检验过程中熵的变化，它可以精确地衡量过程的能量利用是否合理.151. 封闭体系的熵平衡式 对于不可逆过程，为方便工程计算，常常将熵产生量dSg引入式(4-6) 的右边，将不等式变为等式，即:

8、TQdSsyssysgQdSdST(5-8)(5-8) 式(5-8)&(5-9)封闭体系的熵平衡式；封闭体系既可是静止的，又可是流动的。由上二式可看出，对不可逆过程，体系的熵变取决于熵流 以及熵产生 ，故不能由体系吸热(+)或放热(-)来简单判断体系熵变 的正负0QsysgQSSTTQdSfgdSsysdS(5-9)(5-9)写成积分式：写成积分式： 16syssurgSSS . 孤立体系熵平衡式 将 引入式(4-3) ，则可建立起孤立体系的熵平衡式，即:gS0sursystSSStgSS (45-10)(45-10)(5-11)(5-11)i.e. 熵产量等于孤立体系总熵变，熵产量等

9、于孤立体系总熵变， 应包括封闭应包括封闭体系体系与与外界环境热外界环境热源源两部分产生的熵。如果环境热源中进行的是可逆过程，则外界两部分产生的熵。如果环境热源中进行的是可逆过程，则外界环境热源的熵产生量为零，即环境热源的熵产生量为零，即 只有封闭体系内部产生的熵只有封闭体系内部产生的熵gSgS173. 开系熵平衡式 敞开体系熵变除与熵流和熵产有关外，还与进出体系物流熵有关 如图所示，对有多股物流出入的敞开体系，其熵变 为:开系开系jjoutjm siiniismTQSf熵流熵流图图4-3 开系熵平衡示意图开系熵平衡示意图gSdtdSopsysopsysfgiijjinoutijdSSSm sm

10、 sdt (5-12)(5-12)180kQkfkQSTkfkkQSTa)a)If. If. 有有k k股股变温热流变温热流与开系交换，则开系与外界由于与开系交换，则开系与外界由于传递热量引起的熵流为传递热量引起的熵流为b)If. b)If. 有有k k股股恒温热流恒温热流与开系交换则上式可写为与开系交换则上式可写为c)c)上面两式需注意：开系放热，上面两式需注意：开系放热，Q Qk k为负；开系吸热，为负；开系吸热，Q Qk k为为 正；正；T Tk k是与开系换热热源的绝对温度。是与开系换热热源的绝对温度。其中其中式式(4-12)(4-12)开系熵平衡式开系熵平衡式，其中，其中m mi i

11、与与m mj j分别为进入、流出开分别为进入、流出开系的物料的质量流率（系的物料的质量流率（kgkgs s-1-1),s),si i,s,sj j为比熵（为比熵（i.e.i.e.单位质量单位质量流体的熵，流体的熵，kJkJkgkg-1-1K K-1-1）(5-13)(5-13)(5-14)(5-14)19(1) 稳定流动过程 由于体系本身状态不随时间变化 ， ，式(4-12)变为 0dtdSopsysgjjiifinoutjiSm sm sS gS(2)(2)绝热稳流过程绝热稳流过程0fS绝热gjjiiinoutjiSm sm s式（式（4-154-15）变为：）变为：(5-15)(5-15)

12、(5-16)(5-16)开系稳流过程熵平衡式开系稳流过程熵平衡式。工程上常用其计算过程熵产生。工程上常用其计算过程熵产生20e.g. 要求流体流经节流阀产生的熵 ，可按上式来求。 只有一股流体，mi=mj=m，因而有：gSgjiSm ssm s式中式中, , 为流体经过节流阀时熵的变化。可见为流体经过节流阀时熵的变化。可见, ,节流过程节流过程 为不可逆过程，节流时压力降为不可逆过程，节流时压力降 ， ，不可逆程度，不可逆程度gSS0gS（a a）不可逆绝热过程，）不可逆绝热过程， ，由式（，由式（4-164-16）有：）有：0gSjji iinoutjim sms（b b）可逆绝热过程，）可

13、逆绝热过程， ，有：，有：0gSIf.If.只有一股物流进出，此时只有一股物流进出，此时m mj j=m=mi i，则有，则有s sj=j=s si i 可逆又绝热的稳流过程等熵过程可逆又绝热的稳流过程等熵过程。e.g.e.g.流体经透平机时若流体经透平机时若进行可逆、绝热膨胀，则进出口流体熵相等进行可逆、绝热膨胀，则进出口流体熵相等jjiiinoutjim sm s2122gjjiifinoutjiSm sm sS (5-15)(5-15)fgSSmS 只有一股物流：只有一股物流：将数据代人上式得：将数据代人上式得：2324例题（陈钟秀.第二版P113）有人声称发明了一种绝热操作，不需要外功

14、的稳定流动装置能将P=0.4MPa, 298k的空气分离成质量相等的两股流体（见下图），一股是PA=0.1013MPa, 273K,另一股PB=0.1013MPa, 323K. 试问这样的装置可行吗？（假设空气为i.g，其恒压热熔Cp=29.3kj/kmol.K解：解：分析该装置可行性，从热力学角度必须满足三个原理：分析该装置可行性，从热力学角度必须满足三个原理： 质量守恒原理，能量守恒原理，和熵增原理质量守恒原理，能量守恒原理，和熵增原理PA=0.1013MPa,TA=273KmA=1/2mPB=0.1013MPa,TB=323KmB=1/2m体体 系系P=0.4MPa,T=298Km（1）

15、对稳流装置进行质量衡算 （mA+mB）-m=(1/2m+1/2m)-m=0 由此可知，质量守恒。25ShqwSWQH000sQWH按题意，则， 即212shgzuqwi.e.m1122m1/ 22731/ 23232980ApABpBppABpHC Tm C TmC TmCTTTC 可见，该装置能量平衡亦满足可见，该装置能量平衡亦满足.000000mApABpBpApABpBABpApABpBpHm cTTm cTTmcTTm cTTm cTTmmcTTC Tm C TmC T00选定同一基点(T ,P )后，26（3）最后由式（4-16）计算该装置熵产生2222211lnlnlnln221l

16、nln21273 3230.4129.3ln8.314ln22980.1013290.390/0gAABBAABBABAABBABPPABABpABSm Sm SmSm Sm SmmSmSSmSSTTPPm CRm CRTPTPT TPm CRTP Pmm kJ K根据上述三方面计算可知，根据热力学原理建立一个如上发明者所声称的装置是可行的。27u 物质热力学性质可以以三种形式表示：方程式、图和表。 几种方法各有优缺： 方程式可以用分析法进行微分，其结果较图解法精确，但很费时间，而且许多状态方程式其中变数分离难以办到； 表格能给出确定点的精确值，但要使用内插法比较麻烦，而 图示法容易内插求出中

17、间数据，对问题形象化也有帮助, 但缺点是精确度不高，其变量数目受到限制。 热力学性质图使用十分方便，且容易看出其变化趋势，因此进行过程热力学分析一般都使用热力学性质图。u常用热力学性质图：常用热力学性质图：温熵图（温熵图（T-ST-S图）、焓熵图（图）、焓熵图（h-Sh-S图）、图）、 压焓图（压焓图（lnP-HlnP-H图）图）11-9-2128氨的温熵图氨的温熵图29s lsglslABD等等干干度度C 1. T-S图的构成和性质u单相区(g、v、l、s)和两相区(s/l、v/l、s/v);uC点临界点；uCA饱和液体线；uCB饱和蒸汽线，uAC和BC所围区域汽液共存区；u相同温度下汽相的

18、熵总是较液相为大，因此饱和蒸汽线在熵值大的那半边。30s lsglslABD等等干干度度C 1. T-S图的构成和性质u两相区内水平线与饱和汽、液相线的交点互成汽液平衡，温度和压力均相等；u水平线的长度为相变化的熵变，其与绝对温度的乘积为汽化热。u温度升高，汽化热降低，直到临界点，汽化热为零。u线段BAD汽-液-固三相平衡线；31u汽液共存区内任一点都是汽液混合物，即 湿蒸汽，u其摩尔性质M (M=V,U,H,S,A,G,CV,CP) 可以从相应饱和蒸汽性质MSV与饱和液体性质Msl计算得到： M= Msl(1-x) + MSVx u其中，x是饱和蒸汽在湿蒸汽中所占重量百分比干度(或品质)。s

19、 lsglslABD等等干干度度C32例如：例如：33（5）-图中的等变量线(a)(a)饱和曲线饱和曲线BCBC饱和液体线饱和液体线CDCD饱和蒸汽线饱和蒸汽线(b)(b)等压线，以表示等压线，以表示(c)(c)等焓线，以等焓线，以H H表示表示(d)(d)等容线，以等容线，以V V表示，虚线表示，虚线(e)(e)等干度线，以等干度线，以x x表示，虚线表示，虚线(f)(f)等线，平行于横坐标等线，平行于横坐标(g)(g)等线，平行于纵坐标等线，平行于纵坐标34 等压线变化规律一系列从左下角往右上角偏斜近乎平行的曲线一系列从左下角往右上角偏斜近乎平行的曲线压力与熵的关系用数学表示为：压力与熵的

20、关系用数学表示为： TPS由由MaxwellMaxwell关系式知：关系式知： TPSPTVSTP P一定一定 PTV00T V T V T VT V 亦即：亦即： TPS0 H1H2IF等焓线左等焓线左下往右上下往右上则则H值小的值小的在上在上H 36 在等T下，由Maxwell式知: lVTTPVS对任何气体，在对任何气体，在V V一定时，一定时，TT， PP；在在T T一定时，随一定时，随VV，SS；较大的等比容线位于熵值较大的一较大的等比容线位于熵值较大的一 边边。饱和蒸汽的比容比饱和液体的大，饱和蒸汽的比容比饱和液体的大， 两相区内等比容线从右上往左下倾两相区内等比容线从右上往左下倾

21、 斜斜. .ST 等比容线变化规律V 等干度线：终止于临界点C的一束曲线。 在m点气液比，可由杠杆规则来求Cm2323mm汽液i.e.37uT-ST-S图给出了物质热力学性质的变化规律，状态一旦确定，图给出了物质热力学性质的变化规律，状态一旦确定，则则P P、T T、H H和和S S等均为定值；等均为定值；u无论过程可逆与否，无论过程可逆与否，只要告诉了物系变化途径和初始状态，只要告诉了物系变化途径和初始状态，其过程均可用其过程均可用T-ST-S图来描述，同时这些状态函数的变化值也可图来描述，同时这些状态函数的变化值也可直接从直接从T-ST-S图上求得。图上求得。（a）等压加热和冷却）等压加热

22、和冷却教材教材P129, 图图5-8某物系在某物系在P1由由T1 T2，此过程在等压线上，此过程在等压线上由线段由线段12表示（表示（等压冷却则由等压冷却则由21）此时，物系与外界所交换的热量为：此时，物系与外界所交换的热量为：（6）-图上的典型过程21SSPTdSHQ 可用可用12341所围面积表示所围面积表示dHVdpTdSP1TS3412S1S2图图5-8 等压加热等压加热38（b）节流膨胀教材P129, 图5-9等焓，节流过程可在等焓线上表示。状态1（P1,T1）的高压气体沿等焓线节流至低压P2时与P2等压线相交，过程如线段12表示，膨胀后T2可由纵坐标直接读出。gjjiiinoutj

23、iSm sm s由图还可直接得到节流膨胀过程的熵产生，由于节流与外界无热、无功交换， 由式（5-16）： 0surS 由图可见，节流膨胀后由图可见，节流膨胀后S2S1， 节流不可逆节流不可逆12SSSSSsystg得：得：P1P2645S123T图图5-9 节流膨胀节流膨胀394654汽液u若膨胀前物流温度较低若膨胀前物流温度较低(3(3点点),),等焓膨胀后等焓膨胀后(4(4点点),),进入两相区进入两相区, ,这时它就自动分为汽液两相；这时它就自动分为汽液两相；u汽液比可按杠杆规则求得汽液比可按杠杆规则求得, ,即即: :P1P2645S123T图图5-9 节流膨胀节流膨胀40（c）等熵膨

24、胀或压缩 可逆、绝热膨胀等熵膨胀。物系由状态1(T1, P1)等熵膨胀至P2，终点即为垂直横坐标的线段与P2等压线交点，终态T2可直接续出。据开系稳流过程能量平衡式(4-16)，体系与外界有大量的热和轴功交换时，式中动能、位能项可忽略，即得到式（4-23）SWQH 1212s RSS RWHHHwh shh 可逆绝热可逆绝热膨胀功膨胀功 (等熵等熵)Q=0图图5-10 等熵膨胀等熵膨胀2P11P22T2T2S41但是：但是：对于对于不可逆、绝热膨胀不可逆、绝热膨胀，过，过程具有不确定性，膨胀路径在程具有不确定性，膨胀路径在T-ST-S图上难以精确表示，而一般情况下图上难以精确表示，而一般情况下

25、膨胀后的温度又是未知的，使得不膨胀后的温度又是未知的，使得不可逆绝热膨胀的终点在可逆绝热膨胀的终点在T-ST-S图上难图上难以确定，因而以确定，因而由于过程的不确定性由于过程的不确定性绝热（不可逆）膨胀终点所对应的绝热（不可逆）膨胀终点所对应的h h2 2无法直接求出。无法直接求出。图图5-10 等熵膨胀等熵膨胀2P11P22T2T2Su对于对于不可逆绝热膨胀功不可逆绝热膨胀功， 通常用等熵膨胀效率通常用等熵膨胀效率 求，求， 值可由实验测定，值可由实验测定，通常在通常在0.6-0.8之间之间SS1212.ssWHHor whh42 1212SSS Rhhwwhh做功 .SSSS RS Rww

26、or WWS 只要已知只要已知W WS(R)S(R)和和 就可求出就可求出W WS S。由于不可逆绝热膨胀一部。由于不可逆绝热膨胀一部分机械功耗散为热并被流体本身吸收，膨胀后流体温度分机械功耗散为热并被流体本身吸收，膨胀后流体温度T T2 2比比可逆绝热膨胀（等熵膨胀）的终态温度可逆绝热膨胀（等熵膨胀）的终态温度T T2 2为高，而且流体的为高，而且流体的S S2 2也大于也大于S S2 2，即，即不可逆绝热膨胀过程内部有熵产生不可逆绝热膨胀过程内部有熵产生。S 11221212SsS RHHHWWHHH做功(5-19)or.(5-19a)43注意： 1）找准节流膨胀、等熵膨胀（压缩）的起点及

27、终点！ （e.g. “饱和蒸汽”、“饱和液体”、由P1 膨胀/压缩至P2） 2）等压线、等焓线、等比容线的变化规律饱和蒸汽饱和蒸汽u等熵压缩同样也可用等熵线表示如图5-11所示12为饱和蒸汽可逆绝热压缩过程（等熵压缩）：12为不可逆绝热压缩（有熵产生）。压缩过程的等熵效率为 1212S RSSwhhwhh耗功图图5-11 等熵压缩等熵压缩P222P1T2T21S(5-20)u T-S图应用：图应用：例例5-4 教材教材P130443. H-S图莫理耳图（Mollier图）45 饱和曲线（饱和液体及饱和蒸汽曲线）、等温线、等压线、其中等温线和等压线在两相区内是倾斜的（而在T-S图上是水平的），这

28、是因为H-S图纵坐标为焓，而饱和蒸汽压焓大于饱和液体焓。 H-S图包括的数据也是工程计算、分析最常用的，从它查得的焓的数据较T-S图更为准确，尤其对于等熵过程和等焓过程，应用H-S图最为方便，因此它对喷管、扩压管、压缩机、透平机以及换热器设备的计算分析都很实用。462. p-H图一般形式（1）p-H图中重要的等变量线，如等温线，等熵线等。（2）p-H图对于制冷循环很有用，因为制冷循环中各个理想过程均可以用线段表示。液相区内等温线几乎垂直，过热蒸汽区等 温线陡峭下降，低温区又接近垂直，皆是因为压力对液体或稀薄蒸汽的焓影响较小。47汽轮机水泵冷凝器锅炉1. 卡诺循环（Carnot 循环）,S Tu

29、rW,S PumpWHQLQ卡诺热机卡诺热机1Q2QW低温热源低温热源T2高温热源高温热源T1图图5-14 简单的蒸汽动力装置简单的蒸汽动力装置48汽轮机水泵冷凝器锅炉1. 卡诺循环（Carnot 循环）,S TurW,S PumpWHQLQ09-10-22图图5-14 简单的蒸汽动力装置简单的蒸汽动力装置u饱和液态水在锅炉中等饱和液态水在锅炉中等温吸热，产生高压蒸汽温吸热，产生高压蒸汽u高压蒸汽在透平中进行高压蒸汽在透平中进行几乎绝热的可逆膨胀，对几乎绝热的可逆膨胀，对外产功外产功Ws,Tur ，(等熵过程等熵过程)u透平排出的乏汽经冷凝透平排出的乏汽经冷凝器冷凝为饱和液态水，等器冷凝为饱和

30、液态水，等温排热过程温排热过程u冷凝水由泵送回锅炉，冷凝水由泵送回锅炉，属可逆绝热过程属可逆绝热过程(等熵过等熵过程程)。491P-V图上图上Carnot循环循环1-2 等温等温可逆膨胀可逆膨胀（锅炉内（锅炉内)2-3 绝热绝热可逆膨胀可逆膨胀(等熵等熵) (透平透平)3-4 等温等温可逆压缩可逆压缩 (冷凝器冷凝器)4-1 绝热绝热可逆压缩可逆压缩(等熵等熵) (泵泵)Vop2TW1T12341p2p4p3p1V4V2V3V21TT T-S图上图上Carnot循环循环12Q34Q卡诺卡诺循环由两个准静态循环由两个准静态等温等温过过程和两个准静态程和两个准静态绝热绝热过程组成过程组成 5051

31、525354u 卡诺循环热效率：卡诺热机卡诺热机是可逆操作的、效率最高的可逆热机，其是可逆操作的、效率最高的可逆热机，其效率与循效率与循环工质性质无关环工质性质无关，只与吸热温度（高温热源只与吸热温度（高温热源T TH H）和放热温度有）和放热温度有关（低温热源关（低温热源T TL L）有关，两热源温差越大，效率越高）有关，两热源温差越大，效率越高。卡诺循环是一种理想的不能实现的热机：卡诺循环是一种理想的不能实现的热机：1)T-S1)T-S图上，点图上，点3 3，透平出口，乏汽中含水过多，易发生浸蚀；透平出口，乏汽中含水过多，易发生浸蚀；2)2)点点4 4，水泵入口，水泵入口，两相区，汽液混合

32、物不能泵送锅炉。两相区，汽液混合物不能泵送锅炉。123411112561NHLLLCHHHHWQQQTQQQT 所围面积所围面积T-S图上图上(5-5)“+”“+”吸热吸热“-”放热放热552.2.朗肯循环（朗肯循环（RankineRankine循环）循环）u亦由四部分组成，亦由四部分组成， 与与Carnot循环区别有两点：循环区别有两点：加热步骤加热步骤12，水在汽化，水在汽化后继续加热，使之成为后继续加热，使之成为过热过热蒸汽蒸汽，这样在进入透平膨胀，这样在进入透平膨胀后不致于产生过多饱和水；后不致于产生过多饱和水；冷凝按冷凝按34，进行完全冷，进行完全冷凝，以使进入水泵时全部是凝，以使进

33、入水泵时全部是饱和液体水饱和液体水。恒温恒压下汽化恒温恒压下汽化恒温、恒压下汽化恒温、恒压下汽化5612，水在锅炉中恒压加热：水加热至沸点，恒温恒压下汽化，最后再将饱和蒸汽加热为过热蒸汽。23，过热蒸汽，过热蒸汽在透平机中进行在透平机中进行可逆绝热膨胀至冷凝压力。可逆绝热膨胀至冷凝压力。由由于于1212步骤已进行了过热处理，步骤已进行了过热处理，故膨胀过程的垂直线相对于卡故膨胀过程的垂直线相对于卡诺循环中诺循环中“2 23”3”右移，使右移，使膨胀后湿膨胀后湿乏汽乏汽含水量不致太多。含水量不致太多。34，乏汽在冷凝器中进行恒压、乏汽在冷凝器中进行恒压、 恒温冷凝，工质成为饱和液恒温冷凝，工质成

34、为饱和液 体（对应于点体（对应于点4）做完功的蒸汽，做完功的蒸汽，or. 透平透平排出的低压蒸汽排出的低压蒸汽5741，冷凝水在水泵中进冷凝水在水泵中进行可逆、绝热压缩至锅炉行可逆、绝热压缩至锅炉操作压力。操作压力。T-S图上表示图上表示该过程的垂直线段实际上该过程的垂直线段实际上很短很短(图中已夸大图中已夸大)，这是，这是由液态水不可压缩性所致，由液态水不可压缩性所致，i.e. 压力增加很多而温度压力增加很多而温度上升甚微。上升甚微。u 朗肯循环提供净功WN可用图中12341所围面积表示；58u 上述介绍为理想朗肯循环，实际动力循环：产功(23)和耗功(41)步骤不可逆，熵产生导致这两步骤对应线段不是垂直线而是向熵增大方向倾斜。 （图中23，41所示）实际动力循环实际动力循环: 1234131TS3142T-S图上朗肯循环图上朗肯循环594141HHHQH 233 2HHHQL2323HHHQL1212HHHws1212)(HHHwRS 2121)(HHHHWWRSSs )(RSsSWW 6034HHHwp34ppvpvvdpwp HsspHpsQwwwHHHHHHQw