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为什么不能将乏汽直接送入锅炉,而要经过冷却后再送入锅炉?效率不是下降了吗?

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楼主
发表于 2021-1-13 19:34:05 | 显示全部楼层
按照题主所说,将乏汽直接送入锅炉加热,乏汽低温等压吸热,温度升高,焓值增加,具备了做功能力。可是,不能膨胀做功了啊亲!为什么呢?因为此时压力已经很低了(30°C的乏汽压力饱和蒸汽压为4.247Kpa。真空度已经很高了!即使你一定要膨胀做功,压力降低到0,然后呢?!然后呢?!就没有然后了吧)你看,问题就出来了,我们必须要把压力升回去才能循环做功啊!怎么升回去?压上去呗!用压气机行么?!当然可以啊。。。如果考虑理想过程,汽轮机和压气机效率都为1,恭喜你,压气机耗功和膨胀机消耗的功完全相等。。。这样,我们什么也得不到了啊!
那怎么办呢,将乏汽冷却啊!液体的比容较气体小很多,泵耗功为vdp积分,这样,相对于汽轮机输出功,泵耗功就小了很多。你看,整个循环,费了这么大劲,我们就是通过气体和液体比容不一样而得到了输出功,进一步发电。
在给定高低温热源的情况下,卡诺循环效率最高,考虑到实际操作(如汽轮机赢尽量避免湿膨胀等)在卡诺循环的基础上进一步改进,得到了朗肯循环。就是现在发电厂都在采用的循环咯。
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沙发
发表于 2021-1-13 19:38:51 | 显示全部楼层
汽轮机入口处和出口的焓差大,蒸汽才能顺利的推动汽轮机做功。
焓差如果不好理解,可以理解为压差。
冷凝器就是个间壁式换热器,换热面积足够大的情况下,冷凝水的温度就是冷凝器的温度,由此可知冷凝器的压力(即冷凝水温度下的饱和压力)。
于是,汽轮机入口(锅炉过热器出口)和气轮机出口(冷凝器入口)处就存在了焓差(或者理解为压差)。这样蒸汽才能自发的流过汽轮机。
若将乏汽直接送入锅炉,那势必需要消耗泵功来完成,此时的蒸汽是靠泵功流过汽轮机的,不消耗自身能量。即蒸汽无法自发的流过汽轮机,没有力驱动它这么做。
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板凳
发表于 2021-1-13 19:39:28 | 显示全部楼层
问题在于如何把低温低压的发完电的蒸汽引回高温高压的锅炉,可以使用加压机加压么?假设加压技术可以实现,那么请问加压机消耗的能源是什么?现阶段来看是电能,那么可不可以构成循环呢?可以,但是无意义,因为加压机耗电能大于输出功发的电能。这才是关键。
但你们设想一下,如果假设加压机消耗的是低品质的热能(只是假设,你不需要顾虑如何用热驱动加压机,依我看目前没有这种大型加压机(其实也有,汽车的涡轮增压器)),那么整个系统是可行的,但事实上这样直接对气体的加压过程所消耗的能量远大于现阶段冷凝器+泵消耗的能量所以得不偿失。
本身热发电假设用两倍的热能消耗得到一倍的电能,那如果你用两倍的电能发一倍的电能,或者用四倍的热能发一倍的电能怎么可能在原理上行不通呢?所以和第二热力学定律相关的解释个人认为都不正确。
综上,个人觉得,原理其实一点问题都没有,只是实际上效率都没有现阶段的朗肯循环高。而且,加压技术不一定能够实现。
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