Цикл Ренкина

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)