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关于蒸汽论文范文 一种新蒸汽动力循环相关论文写作参考文献

分类:硕士论文 原创主题:蒸汽论文 更新时间:2024-04-06

一种新蒸汽动力循环是关于对写作蒸汽论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文蒸汽加热器论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。

摘 要:本文提出一种新的蒸汽动力循环方式,以期利用蒸汽工质的流体热力学综合特性,实现动力循环全过程热效率的提高.

Abstract: This paper proposes a new way of steam power cycle, according to the working medium vapor hydrodynamic characteristics, improve power cycle thermal efficiency of the whole process.

关键词:朗肯循环;蒸汽动力;节能减排;火力发电

1 朗肯循环

朗肯循环(英语:Rankine Cycle)也被称为兰金循环,是一种将热能转化为功的热力学循环.郎肯循环从外界吸收热量,将其闭环的工质(通常使用水)加热,实现热能转化做功.朗肯循环理论虽然诞生于19世纪中期,但即便到了今天,郎肯循环仍产生世界上90%的电力,包括几乎所有的太阳能热能、生物质能、煤炭和核能的电站.郎肯循环是支持蒸汽机的基本热力学原理.

因为郎肯循环诞生的那个时代正处于第一次工业革命的开始阶段,研究热力学的材料、加工、设计、控制等综合基础条件,包括相关学科理论研究和现在差距很大,有必然的历史局限性,以现在的技术水平去衡量、分析,难免要存在一些缺陷和不足.

1.1 郎肯循环应用特点

朗肯循环实现工质水的闭环循环,大大减少水资源的消耗,但是为了实现闭环,必须将水蒸气冷凝为水,然后再把几乎不能被压缩的液态工质加压,才能使之进入下一个动力循环.热量只能参和一次做功循环,不能转换为功的热量必须被抛弃,因此,应用朗肯循环的工业系统热量浪费巨大、热效率难以提高!

实现蒸汽直接再利用通常能想到的就是机械再压缩,但由于工作过程中需要消耗机械能,通过直观的能量守恒定律分析费效比很低,实际应用中一般不会采用这种技术来实现蒸汽再循环利用.

在郎肯循环诞生的历史条件、技术条件下,可以不考虑、也没有能力考虑热回收,人们习惯于接受凝汽环节的大量热量必须以低温形态散失.另外,水的凝结热几乎是常见工质中最大的,工作温段也偏高,但是综合考虑当时的条件,从成本、安全、环保等综合因素考虑,直到现在,也似乎只有水是最理想的工质.

1.2 理论应用发展现状

目前传统朗肯循环理论应用中多用回热、再热等改进循环方式提高效率,还采用增加蒸汽温度、压力的临界、超临界工作模式来提高效率.这些方法根本的思路都是尽可能提高有效功在全部消耗热能中的比例.

另外还有采用有机工质(非水蒸气)来实现朗肯循环,即有机朗肯循环,它改变了温度较低情况下的循环效率,还是存在凝结热浪费的问题.

还有一种方法主要的出发点则是设法采用消耗少量热能、机械能的方式,直接、间接对排放的低温废热进行再利用,用于工业热水制备、生活采暖等环节,实现余热利用来提高有效输出的功和热在全部消耗热能中的比例.

上述多种方法在系统成本、安全性、费效比、可行性等方面都受到诸多限制,很难实现热能利用效率的大幅度提高,特别是难以实现热-电转换效率的大幅度提高.

2 流体力学相关原理

流体力学里面有些基本原理,实际应用时具有一定的“特殊”功能,在流体流动过程中,作为流体的物质属性本身,也会附带实现热传导交换、物质传输、物质压缩等效果.其特点,就是几乎都是在不需要机械装置运动、机械功消耗的情况下,仅仅在空间变化、热能传递、流动过程就能实现.

2.1 射流真空泵

基于流体力学文丘里管原理的射流真空泵是一种具有抽真空、冷凝、排水等三种效能的常用机械装置.射流真空泵是利用一定压力的水流通过对称均布成一定形状和倾斜度的喷咀喷出.由于喷射水流速度很高,于是周围形成负压使器室内产生真空,将外界气(液)体抽吸进来,共同进入混合管,混合管内的水(气)流互相摩擦, 混合和挤压,通过扩压管被排除,使器室内形成更高的真空.结构如右图.

说明:1、高压水进口;2、喷嘴;3、螺母;4、喷嘴板;5、气体进口;6、泵体;7、混合室;8、喉部;9、扩压管;10、混合气液出口;

如果使用的射流是水,吸入的是低温、低压水蒸气,则蒸汽和喷射水流直接接触,进行热交换,绝大部分的蒸汽必将冷凝成水和原水流混合,体积大大缩小;小量未被凝的蒸汽和不疑结的气体亦和高速喷射水流一起从喷口喷出,流体具有动压.查阅部分射流泵参数(如石油行业普遍使用的产品),射流抽取的目标介质可以达到自身质量的80%以上,压力损失约10%左右.

有资料报道国内有单位做了这样的应用,产品名称叫“射流凝汽器”,但没有大量推广应用,其节能减排效果也没有得到行业的重视.

右图是一种利用喷雾或射流的混合式凝汽器:

这种装置确实利用的冷却水射流、雾化吸热的效果,但是没有利用射流的动能,而且蒸汽热量巨大,冷却吸热能力有限,造成冷却水用量增加,最后冷却效果好了,但是还不能解决热量回收利用的问题.

2.2 气体放大器

进入20世纪70年代以后,世界各国都在进一步研究有关射流引流、真空理论,通过对一些细节的研究,如喷口形状、方式、脉动等等因素的研究实践,取得了一定的成果.比如和人类生活密切相关的无叶片风扇,以及工业化应用的气体放大器.

气体放大器原理如下图:当高压气体通过气体放大器0.05~0.1毫米的环形窄缝(3)后,向左侧喷出,通过科恩达效应原理及气体放大器特殊的几何形状,右侧最大10~100倍的低压气体可被吸入,并和原始高压气体一起从气体放大器左侧吹出.近两年来气体放大器(空气放大器)应用领域迅速扩展,常用大比例节约压缩空气,并且利用压缩空气实现吹尘、吸尘、物料运送等工业应用,技术成熟稳定.

总结:此文是一篇蒸汽论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。

参考文献:

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