โรงจักรไอน้ ำ (Steam Power Plant) โรงจักรไอน้ ำ (Steam Power Plant) ให ้ควำมร ้อนแก่สำรทำงำน (Working Fluid) เพือ ่ ให ้ได ้ไอทีม ่ ค ี วำมดันสูง นำไอไปขับเคลือ ่ นกังหันหรือลูกสูบเพือ ่ ให ้ได ้ พลังงำนกล สว่ นใหญ่จะใชน้ ้ ำ เป็ นสำรทำงำน (Working Fluid) เครือ ่ งต ้นกำลังชนิดนีจ ้ งึ เรียกว่ำ โรงจักรไอน้ ำ สว่ นประกอบทีส ่ ำคัญของเครือ ่ งต ้นกำลัง แบบโรงจักรไอน้ ำ ื้ เพลิง + อำกำศ เชอ ั ดำป ผลของกำรสน แหล่งควำมร ้อน Q1 เครือ ่ งจักร Q2 แหล่งระบำยควำมร ้อน w วัฏจักรของโรงจักรไอน้ ำ วัฏจักรกำลังไอน้ ำทีจ ่ ะกล่ำวถึงในทีน ่ ี้ได ้แก่ วัฏจักรคำร์โนต์ วัฏจักรแรงคิน วัฏจักรแรงคินแบบให ้ควำมร ้อนซ้ำ วัฏจักรแรงคินแบบรีเจนเนอเรทีฟ วัฎจักรคำร์โนต์ (Carnot Cycle) ิ ธิภำพสูงสุด เป็ นวัฏจักรทีใ่ ห ้ประสท ประกอบด ้วยสว่ นต่ำงๆดังนี้ ปั๊ ม หม ้อน้ ำ เครือ ่ งควบแน่น กังหัน 2q 3 2 1w 2 (qin) กังหัน ปั๊ ม 1 3 หม ้อน้ ำ เครือ ่ งควบแน่น 4q 1 (qout) 4 3w 4 วัฎจักรคำร์โนต์ (Carnot Cycle) 2q 3 2 1w 2 (qin) 3 หม ้อน้ ำ กังหัน ปั๊ ม 3w 4 1 เครือ ่ งควบแน่น 4q 1 (qout) 4 ขบวนกำร 1-2 เป็ นชว่ งทีไ่ อเปี ยกที่ จุด 1 ถูกอัดตัวเป็ นของเหลวอิม ่ ตัว ทีจ ่ ด ุ 2 ในขบวนกำรแบบไอเซน โทรปิ ก ขบวนกำร 2-3 เป็ นชว่ งทีส ่ ำรได ้รับ ควำมร ้อนทีค ่ วำมดันและอุณหภูม ิ คงที่ ขบวนกำร 3-4 เป็ นชว่ งทีไ่ อ ขยำยตัวแบบไอเซนโทรปิ ก เป็ น ชว่ งทีส ่ ำรให ้พลังงำนออกมำ ขบวนกำร 4-1 เป็ นชว่ งทีส ่ ำรซงึ่ เป็ น ไอเปี ยกทีจ ่ ด ุ 4 ถูกควบแน่นจนเป็ น ไอเปี ยกทีจ ่ ด ุ 1 ซงึ่ เป็ นจุดทีม ่ เี อน วัฎจักรคำร์โนต์ (Carnot Cycle) T T2 2 q in 3 1w 2 3w 4 wnet T1 1 a sa q out 4 b sb s ขบวนกำร 1-2 เป็ นชว่ งทีไ่ อเปี ยกที่ จุด 1 ถูกอัดตัวเป็ นของเหลวอิม ่ ตัว ทีจ ่ ด ุ 2 ในขบวนกำรแบบไอเซน โทรปิ ก ขบวนกำร 2-3 เป็ นชว่ งทีส ่ ำรได ้รับ ควำมร ้อนทีค ่ วำมดันและอุณหภูม ิ คงที่ ขบวนกำร 3-4 เป็ นชว่ งทีไ่ อ ขยำยตัวแบบไอเซนโทรปิ ก เป็ น ชว่ งทีส ่ ำรให ้พลังงำนออกมำ ขบวนกำร 4-1 เป็ นชว่ งทีส ่ ำรซงึ่ เป็ น ไอเปี ยกทีจ ่ ด ุ 4 ถูกควบแน่นจนเป็ น ไอเปี ยกทีจ ่ ด ุ 1 ซงึ่ เป็ นจุดทีม ่ เี อน วัฎจักรคำร์โนต์ (Carnot Cycle) 2q 3 2 (qin) 3 หม ้อน้ ำ T T2 1w 2 กังหัน ปั๊ ม 3w 4 1 4q 1 (qout) 4 3 1w 2 3w 4 wnet T1 เครือ ่ งควบแน่น 2 q in 1 a sa q out 4 b sb s ประสิทธิภาพของว ัฏจักรคาร ์โนต ์ ้ กำรวิเครำะห์วัฎจักรนี้ ใชกฎข ้อทีห ่ นึง่ หรือกฎ อนุรักษ์พลังงำน 1 2 2 q w = h h + v v จำกจุ ด a ไปยั ง จุ ด b ( b a )+ g (zb - za ) a b a b b a 2 สำหรับกระบวนกำรทีไ่ ม่มก ี ำรเปลีย ่ นแปลง ั ย์และพลังงำนจลน์ สำมำรถเขียน พลังงำนศก เป็ นสมกำรได ้ดังนี้ h = u+Pv q - w = h -h ประสิทธิภาพของว ัฏจักรคาร ์โนต ์ T T2 2 q in 3 1w 2 3w 4 wnet T1 1 a sa q out -1w2= (h2-h1) 4 b sb ปั๊ ม (1-2) aqb -awb = hb-ha ไอเซนโทรปิ ก q=0 s ประสิทธิภาพของว ัฏจักรคาร ์โนต ์ T T2 2 q in 3 1w 2 3w 4 wnet T1 1 a sa q out 2q3= 4 b sb หม ้อน้ ำ (2-3) aqb -awb = hb-ha ไม่มพ ี ลังงำนกล w=0 s (h3-h2) ประสิทธิภาพของว ัฏจักรคาร ์โนต ์ T T2 2 q in 3 1w 2 3w 4 wnet T1 1 a sa q out -3w4= (h4-h3) 4 b sb กังหัน (3-4) aqb -awb = hb-ha ไอเซนโทรปิ ก q=0 s ประสิทธิภาพของว ัฏจักรคาร ์โนต ์ T T2 2 q in 3 1w 2 3w 4 wnet T1 1 a sa q out 4 4q1= b sb เครือ ่ งควบแน่น (41) aqb -awb = hb-ha ไม่มพ ี ลังงำนกล w=0 s (h1-h4) ประสิทธิภาพของว ัฏจักรคาร ์โนต ์ T T2 2 q in 3 1w 2 3w 4 th wnet T1 1 a sa q out ิ ธิภำพ (ηth) ประสท 4 b sb s wnet ww 3 4 1 2 qinput 2 q3 ประสิทธิภาพของว ัฏจักรคาร ์โนต ์ T T2 2 q in 3 1w 2 3w 4 wnet T1 1 a sa q out 4 b sb s wnet=3w4+1w2 =(h3-h4)+(h1-h2) =(h1-h4)+(h3-h2) =4q1+2q3 ในกระบวนกำร T คงที่ dq=Tds 4q1= T1(s1-s4) 2q3= T2(s3-s2) ประสิทธิภาพของว ัฏจักรคาร ์โนต ์ T T2 2 q in 3 1w 2 3w 4 wnet T1 1 a sa q out 4 b sb s wnet= T1(s1-s4)+T2(s3-s2) จำกรูปพบว่ำ s2 =s1= sa และ s3 =s4= sb wnet=T2(sb-sa)-T1(sb-sa) ซงึ่ ก็คอ ื พืน ้ ทีใ่ ต ้กรำฟ 12-3-4 ประสิทธิภาพของว ัฏจักรคาร ์โนต ์ T T2 2 q in 3 1w 2 3w 4 wnet T1 1 a sa q out ควำมร ้อนทีป ่ ้ อนเข ้ำระบบ qin 4 b sb s qin= 2q3 = T2(s3-s2) = T2(sb-sa) ซงึ่ ก็คอ ื พืน ้ ทีใ่ ต ้กรำฟ a-23-b ประสิทธิภาพของว ัฏจักรคาร ์โนต ์ T T2 2 q in wnet 3 w4 1 w2 th qinput 2 q3 3 1w 2 3w 4 สำมำรถเขียนใหม่ ดัTง2 นี s4้ s1 T1 s4 s1 th T2 s4 s1 wnet T1 1 a sa q out 4 b sb ิ ธิภำพ (ηth) ประสท s T2 T1 T1 1 T2 T2 อัตรำสว่ นของพลังงำนกล Rw มีคำ่ เท่ำกับอัตรำสว่ นของผลลัพธ์ของ พลังงำนกลสุทธิทวี่ ัฎจักรทำได ้ต่อพลังงำน กลทีไ่ ด ้จำกกังหัน wnet 3 w4 1 w2 Rw 3 w4 3 w4 ้ ำเพำะ ค่ำอัตรำกำรใชไอจ (Specific Steam Consumption, SSC) ้ จำรณำสมรรถนะของโรงจักรไอน้ ำ ใชพิ ปริมำณไอน้ ำทีต ่ ้องใชต่้ อกำลังต่อกำลังสุทธิ ของวัฎจักรทีผ ่ ลิตได ้ 1 kw หน่วยเป็ น kg.kW-1.h-1 3600 ssc wnet ตัวอย่ำงคำนวณ ิ ธิภำพเชงิ ควำมร ้อนของวัฎจักร ให ้หำประสท ้ อัตรำสว่ นของพลังงำนกลและอัตรำกำรใชไอ น้ ำจำเพำะของวัฎจักรคำร์โนต์ ทีท ่ ำงำน q ระหว่ำงควำมดัน 4 และ 0.01 MPa หม ้อน้ ำ ตำมลำดับ 2 2 3 3 4 MPa P=4 MPa 1w 2 กังหัน ปั๊ ม 3w 4 0.01 MPa P=0.01 MPa 1 เครือ ่ งควบแน่น 4q 1 4 ตัวอย่างคานวณ จากตารางไอนา้ ้ มตั ่ วทีความดั ่ ไอนาอิ น 4 MPa มีอณ ุ หภูมิ 250.4 ℃ ้ มตั ่ วทีความดั ่ ไอนาอิ น 0.01 MPa มีอณ ุ หภูมิ 45.8 ℃ h2 = hf ที่ 4.0 MPa = 1087.31 kJ.kg−1 h3 = hg ที่ 4.0 MPa = 2801.4 kJ.kg−1 s2 = sf ที่ 4.0 MPa = 2.7964 kJ.kg−1.K−1 s3 = sg ที่ 4.0 MPa = 6.0701 4 MPa 0.01 MPa ตัวอย่ำงคำนวณ 4 MPa 0.01 MPa คุณสมบัตท ิ ส ี่ ภำวะ (1 ) และสภำวะ ั สว่ นของไอน้ ำ (4) จะหำได ้เมือ ่ รู ้ค่ำสด ั สว่ นของไอน้ ำที่ ทีส ่ ภำวะทัง้ สองสด สภำวะ (1) และ (4) หำได ้จำก ขบวนกำร 1-2 เป็ นขบวนกำรไอเซน โทรปิ ก s1 = s2 sf + x1sfg = s2 0.6493 + x1(7.5009) = 2.7964 x1 = 0.2860 ตัวอย่ำงคำนวณ 4 MPa 0.01 MPa คุณสมบัตท ิ ส ี่ ภำวะ (1 ) และสภำวะ ั สว่ นของไอน้ ำ (4) จะหำได ้เมือ ่ รู ้ค่ำสด ั สว่ นของไอน้ ำที่ ทีส ่ ภำวะทัง้ สองสด สภำวะ (1) และ (4) หำได ้จำก ขบวนกำร 3-4 เป็ นขบวนกำรไอเซน โทรปิ ก s3 = s4 sf + x4sfg = s3 0.6493 + x4(7.5009) = 6.0701 x4 = 0.7227 ตัวอย่ำงคำนวณ ดังนัน ้ ค่ำเอนทำลปี ทส ี่ ภำวะ (1) และ (4) จะสำมำรถหำได ้ดังนี้ h1 = hf + x1hfg= 876.1 kJ.kg−1 4 MPa 0.01 MPa h4 = hf + x4hfg= 1920.0 kJ.kg−1 ค่ำเอนทำลปี ทส ี่ ภำวะ (2) และ (3) h2 = hf ที่ 4.0 MPa = 1087.31 kJ.kg−1 h3 = hg ที่ 4.0 MPa = 2801.4 kJ.kg−1 ตัวอย่ำงคำนวณ 4 MPa 0.01 MPa ้ งำนทีใ่ ชในเครื อ ่ งอัดไอ = h1 − h 2 1w2 = 876.1 - 1087.31 = -211.2 kJ.kg−1 งำนจำกกังหัน 3w4 = h3 − h4 = 2801.4 - 1920.0 = 880.9 kJ.kg−1 ้ พลังงำนควำมร ้อนทีใ่ ชในหม ้อน้ ำ 2q 3 = h 2 − h 3 = 2801.4 - 1087.31 = ตัวอย่ำงคำนวณ ิ ธิภำพเชงิ ควำมร ้อนของวัฎจักรคำร์ ค่ำประสท wnet 3 w4 1 w2 โนต์ th qinput 2 q3 880.9 211.2 0.3907 1714.1 T หรืออำจค ำนวณได ้จำก th 1 1 T2 45.8 273 1 0.3907 250.4 273 ตัวอย่ำงคำนวณ ค่ำอัตรำสว่ นของพลังงำนกล Rw Rw wnet 3 w4 1 w2 3 w4 3 w4 880.9 211.2 0.760 880.9 ตัวอย่ำงคำนวณ ้ ำเพำะ SSC ค่ำอัตรำกำรใชไอจ SSC 3600 3600 wnet 3 w4 1 w2 3600 5.375 kg.kW -1.hr 1 880.9 211.2 วัฎจักรคำร์โนต์ (Carnot Cycle) ิ ธิภำพสูงสุด เป็ นวัฏจักรทีใ่ ห ้ประสท กำรทำงำนของแต่ละอุปกรณ์มค ี วำมเป็ นไปได ้ยำกที่ จะปฏิบต ั ไิ ด ้จริง ในขบวนกำร 1-2 เป็ นชว่ งทีไ่ อเปี ยกทีจ ่ ด ุ 1 ถูกอัดให ้เป็ น ของเหลวอิม ่ ตัวทีจ ่ ด ุ 2 ซงึ่ ทีจ ่ ด ุ 1 นัน ้ ไออยูใ่ นสภำวะ ไอ ปนของเหลว ซงึ่ กำรอัดไอและของเหลวพร ้อมๆกันนัน ้ เป็ นไปได ้ยำกมำกในทำงปฏิบต ั ิ ในขบวนกำร 3-4 เป็ นชว่ งทีไ่ อน้ ำขยำยตัวแบบไอเซน โทรปิ กผ่ำนกังหัน ถ ้ำกังหันถูกออกแบบเป็ นอย่ำงดี กำร ขยำยตัวของไอน้ ำจะใกล ้เคียงกับกระบวนกำรไอเซน ี คือคุณภำพของไอน้ ำจะตำ่ และมี โทรปิ กได ้ แต่ข ้อเสย ื้ สูง สำมำรถทำให ้เกิดหยดน้ ำปะทะกับกังหันทำ ควำมชน วัฎจักรแรงคิน (Rankine Cycle) วัฎจักรคำร์โนต์เป็ นวัฎจักรทีไ่ ม่มก ี ำรในไปใช ้ จริงในทำงปฏิบัตจิ ริง มีข ้อเส ีย คือ กำรอั ด ไอเปี ยกที่เ ป็ นของผสม ของไอกับของเหลวจำกเครือ ่ งควบแน่นไปยั ง ้ ง งำนกลสูง หม ้อน้ ำ นั ้น ท ำได ้ยำกและใช พลั มำก มีกำรแก ้ไขได ้โดยกำรทำให ้ไอควบแน่นเป็ น น้ ำทัง้ หมดในเครือ ่ งควบแน่นแล ้วจึงปั๊ มเข ้ำไป ้ งงำน ในหม ้อน้ ำ ซงึ่ กำรปั๊ มของเหลวนี้ใชพลั วัฎจักรแรงคิน (Rankine Cycle) qin 3 T 4 qin หม ้อน้ ำ wP 3 2 ปั๊ ม กังหัน w tur เครือ ่ งควบแน่น qout 5 w tur 2 wP 1 1 4 qout 5 s วัฎจักรแรงคิน (Rankine Cycle) T qin 3 4 w tur 2 wP 1 qout 5 s wnet สูงกว่ำวัฏจักรคำร์ โนต์แต่ควำมร ้อนทีใ่ ช ้ ในหม ้อน้ ำมีคำ่ สูง ิ ธิภำพจะตำ่ ประสท กว่ำวัฏจักรคำร์โนต์ กำรวิเครำะห์ T qin 3 4 w tur 2 wP 1 qout 5 s ้ ใชสมกำรอนุ รักษ์ พลังงำนกรณี เดียวกับวัฏจักรคำร์ โนต์ กำรวิเครำะห์ T qin 3 4 w tur 2 wP 1 qout 5 s เอนทำลปี ทจ ี่ ด ุ ต่ำงๆ สำมำรถหำได ้จำกตำรำง คุณสมบัตข ิ องสำรทำง เทอร์โมไดนำมิกสเ์ ว ้น จุด 2 ของเหลวเย็นเยือก (subcooled liquid) กำรวิเครำะห์ T qin 3 4 w tur 2 qout 2 2 1 1 dh vdP wP 1 ขบวนกำร 1-2 เป็ น ขบวนกำรไอเซน โทรปิ ย ้อนกลับได ้ dh กvdP h2 h1 vP2 P1 vP2 P1 1 w2 5 s ้ วัฎจักรแรงคินทีใ่ ชไอร ้อนยวดยิง่ (Rankine cycle with superheat) ในทำงปฏิบัต ิ เรำมักจะทำให ้ไอเป็ นไอร ้อนยวด ยิง่ ในหม ้อน้ ำก่อนจะให ้เข ้ำไปทำงำนในกังหัน ด ้วยเหตุผลทีส ่ ำคัญ ดังนี้ ให ้อุณหภูมเิ ฉลีย ่ ในกำรถ่ำยเทควำมร ้อนให ้สำร ิ ธิภำพก็สงู ขึน ทำงำนสูงขึน ้ ประสท ้ ด ้วย ั สว่ นควำมแห ้งของไอเมือ ต ้องกำรให ้ค่ำสด ่ ออกจำก ้ กังหันมีคำ่ สูง เพรำะกำรใชไอเปี ยกในกังหันจะลด ิ ธิภำพของกังหัน และทำให ้กังหันชำรุดได ้ง่ำย ประสท ั สว่ นควำมแห ้งของไอเมือ ทั่วๆไปแล ้วค่ำสด ่ ออกจำก กังหันควรมีคำ่ สูงกว่ำ 0.88 ้ วัฎจักรแรงคินทีใ่ ชไอร ้อนยวดยิง่ (Rankine cycle with superheat) qin 3 4 5 หม ้อน้ ำ wP 2 ปั๊ ม 1 กังหัน เครือ ่ งควบแน่น 6 qout ไอร ้อนยวดยิง่ ทำได ้ โดยให ้ไอแห ้ง (dry saturated steam) ผ่ำนเข ้ำเครือ ่ ง แลกเปลีย ่ นควำมร ้อน อีกชุดหนึง่ ซงึ่ เรียกว่ำ superheater ใน หม ้อน้ ำ เครือ ่ งแลกเปลีย ่ น ้ วัฎจักรแรงคินทีใ่ ชไอร ้อนยวดยิง่ (Rankine cycle with superheat) qin 3 4 T 5 qin หม ้อน้ ำ wP 3 2 ปั๊ ม กังหัน w tur เครือ ่ งควบแน่น Qqout 6 4 w tur 2 wP 1 1 5 qout 6 s ้ วัฎจักรแรงคินทีใ่ ชไอร ้อนยวดยิง่ (Rankine cycle with superheat) ยิง่ ทำให ้ไอมีอณ ุ หภูมส ิ งู จะยิง่ ทำให ้ ิ ธิภำพของเครือ ประสท ่ งต ้นกำลังแบบนีส ้ งู ยิง่ ขึน ้ แต่ก็มข ี ้อจำกัดในเชงิ ของควำมคงทนของ ้ โลหะทีใ่ ชในระบบ โดยปกติแล ้วมักจะทำให ้ ไอมีอณ ุ หภูมไิ ม่เกิด 600 ℃ ตัวอย่ำง ิ ธิภำพของวัฎจักร ηth อัตรำสว่ น จงหำประสท ้ พลังงำนกล Rw และอัตรำสว่ นกำรใชไอ จำเพำะของวัฎจักรแรงคิน SSC ซงึ่ ทำงำน ระหว่ำงควำมดัน 4.0 MPa และ 0.01 MPa ไอ จำกหม ้อน้ ำให ้อยูใ่ นสภำพไอร ้อนยวดยิง่ มี อุณหภูม ิ 500 ℃ ตัวอย่ำง จำกตำรำงไอน้ ำทีค ่ วำม ดัน 0.01 MPa h1 = hf = 191.83 kJ.kg−1 v1 = vf = 0.001 m3/kg hg = 2584.7 kJ.kg−1 hfg = 2392.8 kJ.kg−1 s1 = sf = 0.6493 kJ.kg−1.K−1 s = 8.150 ตัวอย่ำง สำหรับเอนทำลปี ของ ของเหลวหลังออกจำกปั๊ ม(h2) จะสำมำรถหำได ้จำก 1w2 = h2 − h1 = vf (P2 − P1) h2 = vf (P2 − P1)+ h1 = 0.001(40.01)1000+191.83 = 195.83 kJ.kg-1 งำนทีป ่ ้ อนให ้กับปั๊ ม 1w2 = 3.99 kJ.kg-1 ตัวอย่ำง จำกตำรำงไอน้ ำทีค ่ วำม ดัน 4 MPa h3 = hf = 1087.3 kJ.kg−1 h4 = hg = 2801.4 kJ.kg−1 hfg = 1714.1 kJ.kg−1 s3 = sf = 2.7964 kJ.kg−1.K−1 s = s = 6.0701 ตัวอย่ำง ทีค ่ วำมดัน 4 MPa, 500 ℃ h5 = 3445.3 kJ.kg−1 s5 = 7.0901 kJ.kg−1.K−1 ค่ำ s6 และ h6 จะหำได ้ ต ้องรู ้ค่ำ x6 s5 = s6 = 7.0901 kJ.kg−1.K−1 s6 = sf + x6 sfg ตัวอย่ำง ค่ำ เอนทำลปี ที่จุด 6 จะ ได ้ h6 = hf + x6 hfg = 191.83+0.8586(2393. 8) = 2246.28 kJ.kg−1 ตัวอย่ำง ควำมร ้อนทีป ่ ้ อนเข ้ำ หม ้อน้ ำ = h5 − h2 2q 5 = 3445.3 – 195.83 = 3249.83 kJ.kg-1 งำนทีไ่ ด ้จำกกังหัน 5w6 = h5 − h6 = 3445.3-2246.28 = 1199.02 kJ.kg-1 ตัวอย่ำง งำนสุทธิ wnet= 5w6 − 1w2 = 1199.02 – 3.99 = 1195.03 kJ.kg-1 ตัวอย่ำง ิ ธิภำพ ประสท wnet th qinput 1195.03 3249.47 0.368 Tmin th,carnot 1 Tmax 45.8 273 1 500 273 0.587 ตัวอย่ำง อัตรำของพลังงำน กล wnet Rw 3 w4 1195.03 1199.02 0.9917 ตัวอย่ำง ้ ำเพำะ อัตรำสว่ นกำรใชไอจ 3600 SSC wnet 3600 1195.03 3.012 kg.kW 1.hr 1 วัฎจักรแรงคินในควำมเป็ นจริง ในควำมเป็ นจริง ขบวนกำรต่ ำ งๆ ย ้อนกลั บ ไม่ ไ ด ้ เนื่ อ งจำก สูญ เส ีย ควำมร ้อนจำกแรง ี ดทำน หรือมีกำรรั่วไหลไปยังสงิ่ แวดล ้อม เสย ปั๊ มทำงำนหนักขึน ้ งำนทีไ่ ด ้จำกกังหันลดลง ิ ธิภำพของวัฎจักรลดลง ประสท วัฎจักรแรงคินในควำมเป็ นจริง ประสิทธิภาพไอเซน T โทรปิ ก (Isentropic efficencies) 3 p 2s 2a 1 ws h2 s h1 wa h2 a h1 wa h3 h4 a T ws h3 h4 s 4s 4a s ตัวอย่ำง วัฎจักรแรงคินในควำม เป็ นจริง วัฎจักรไอน้ ำทำงำนทีส ่ ภำวะดังรูป โดย ิ ธิภำพไอเซนโทรปิ กของปั๊ ม กำหนดให ้ประสท 85 %thและของกังหัน 87 % จงหำ A) ของวัฎจักร B) กำลังสุทธิของวัฎจักรโดยกำหนดอัตรำกำร ไหล 15 kg/s ตัวอย่ำง วัฎจักรแรงคินในควำม เป็ นจริง 3 15.9 MPa 35 °C 15.2 MPa 4 T 625 °C 4 16 MPaหม ้อน้ ำ 38 °C 2 ปั๊ ม 15 MPa 600°C 5 กังหัน 5 2s 2a 3 1 9 kPa 38 °C เครือ ่ งควบแน่น 1 6 6s 6a 10 kPa s ตัวอย่ำง วัฎจักรแรงคินในควำม เป็ นจริง 3 15.9 MPa 35 °C 15.2 MPa 4 625 °C 16 MPaหม ้อน้ ำ 38 °C 2 ปั๊ ม 1 9 kPa 38 °C เครือ ่ งควบแน่น 15 MPaw pump 600°C 5 กังหัน 6 10 kPa ws , pump p v1 P2 P1 p 0.001009 16,000 9 0.85 19.0 kJ/kg ตัวอย่ำง วัฎจักรแรงคินในควำม เป็ นจริง 3 15.9 MPa 35 °C 15.2 MPa 4 625 °C 16 MPaหม ้อน้ ำ 38 °C 2 ปั๊ ม wturb 15 MPa 5 600°C wnet กังหัน T ws ,turb T h5 h6 0.873583.1 2115.3 1277.0 kJ/kg = wturb - wpump = 1277.0 - 19.0 1 9 kPa 38 °C เครือ ่ งควบแน่น 6 10 kPa = 1258.0 kJ kg ตัวอย่ำง วัฎจักรแรงคินในควำม เป็ นจริง 3 15.9 MPa 35 °C 15.2 MPa 4 625 °C 16 MPaหม ้อน้ ำ 38 °C 2 ปั๊ ม 1 9 kPa 38 °C เครือ ่ งควบแน่น qin = 3647.6 - 160.1 15 MPa 600°C 5 กังหัน 6 = (h4 - h3 ) hthth 10 kPa Wnet = 3487.5 kJ kg wnet 1258.0 = = = 36.1% qin 3487.5 = m (wnet ) = (15)(1258.0) = 18.9MW
0
advertisement
Download
advertisement
Add this document to collection(s)
You can add this document to your study collection(s)
Sign in Available only to authorized usersAdd this document to saved
You can add this document to your saved list
Sign in Available only to authorized users