Физические основы теплотехники. Часть I. Термодинамика. Панов В.К. - 208 стр.

§ 46
196 . Паросиловая установка

      Кроме того, плотность ВП довольно мала, удельный
объем соответственно велик. Поэтому для сжатия ВП требует-
ся существенная работа (в р-v диаграмме это площадь под
кривой 4–1). Это приводит к дополнительным затратам.
      Изложенные причины достаточно серьезны для того,
чтобы отказаться от такого воплощения цикла Карно. Но для
инженерной мысли нет непреодолимых трудностей.
      Цикл Рэнкина. Первые существенные изменения в
цикл, тогда применительно к паровой машине, внес Уильям
Джон Макуори Рэнкин (1820–1872).
        Член королевских обществ, шотландский инженер и физик Рэнкин
считается одним из создателей технической термодинамики. Именно ему мы
обязаны терминами: «потенциальная энергия», «адиабатический» и «изо-
термический» процессы. Помимо большого собственного вклада в развитие
термодинамики и теплотехники, Рэнкин – автор по существу первого учеб-
ника по технической термодинамике («Руководство к паровым машинам»,
1859), выдержавшего только в Англии около 20 переизданий.
       Усовершенствование Рэнкина состояло в том, что пар в
процессе 3–4 конденсируется полностью. На выходе из кон-
денсатора — только вода. Это позволяет заменить компрессор
для сжатия ВП насосом для воды (рис. 9.3). Устраняется опас-
ность гидроудара, и в силу несжимаемости воды затраты на ее
сжатие практически равны нулю. Правда, плотность и вяз-
кость воды гораздо больше, чем у пара. Поэтому работа про-
тив вязкого сопротивления и силы тяжести тоже больше по
сравнению с паром. Тем не менее затраты на привод насоса
все равно меньше, чем у компрессора.
       Однако при адиабатном сжатии в компрессоре темпе-
ратура рабочего тела растет, а из насоса вода выходит такой
же холодной, как и вошла. Значит, потребуется дополнитель-
                         ное тепло на ее нагрев. Из-за этого
T                        снижается средняя температура под-
                   2     вода тепла (процесс 1–2), термиче-
                         ский КПД становится несколько
    1                    меньше, чем у эквивалентного цикла
                   3     Карно (на рис. 9.3 он показан пунк-
       4
                         тиром). Зато установка в целом ста-
                       s новится пригодной для надежной
  Рис. 9.3. Цикл Рэнкина длительной эксплуатации.