郎肯循环英文解释翻译、郎肯循环的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【机】 Rankine cycle
分词翻译:
郎的英语翻译:
man
肯的英语翻译:
agree; be willing to; consent
循环的英语翻译:
cycle; recur; circle; rotate; circulation; repetition; revolution
【计】 DO-loop; for-loop; loop; unwinding
【化】 recirculate
【医】 circuIation; cycle
【经】 cycle; revolving; rotation
专业解析
郎肯循环(Rankine Cycle),也称为朗肯循环,是热力学中一种理想化的蒸汽动力循环模型,用于描述蒸汽轮机发电厂等系统中热能转化为机械功的基本过程。其名称来源于苏格兰工程师威廉·约翰·麦夸恩·兰金(William John Macquorn Rankine)。
核心原理与过程:
郎肯循环包含四个关键的热力学过程,通常在以下主要设备中实现:
- 锅炉(Boiler):液态工质(通常是水)在高压下吸收高温热源(如燃烧化石燃料、核反应或太阳能)的热量,转变为高温高压的过热蒸汽(等压吸热过程)。
- 汽轮机(Turbine):高温高压蒸汽膨胀,推动汽轮机叶片旋转,将热能转化为机械能。此过程近似为绝热膨胀,蒸汽的压力和温度下降(等熵膨胀过程)。
- 冷凝器(Condenser):从汽轮机排出的低压低温蒸汽在冷凝器中向低温热源(通常是冷却水)放热,凝结成饱和水(等压放热过程)。
- 给水泵(Feedwater Pump):凝结水被泵送回锅炉,压力升高至锅炉工作压力。此过程近似为绝热压缩,消耗少量功(等熵压缩过程)。
理想郎肯循环效率:
理想郎肯循环的热效率(η)定义为输出的净功(W_net)与输入的热量(Qin)之比:
$$
eta = frac{W{net}}{Q{in}} = 1 - frac{Q{out}}{Q_{in}}
$$
其中,Qout 是冷凝器中放出的热量。在理想情况下,其效率上限由卡诺循环效率决定:
$$
eta{Carnot} = 1 - frac{T_C}{T_H}
$$
T_H 和 T_C 分别代表高温热源和低温热源的热力学温度。实际郎肯循环效率低于卡诺效率,因为存在不可逆损失(如摩擦、散热、非等熵过程)。
实际应用与意义:
郎肯循环是绝大多数火力发电厂(燃煤、燃气、燃油)、核电站以及部分太阳能热发电厂的核心理论基础。实际应用中会进行改进以提高效率,例如:
- 再热循环(Reheat Cycle):蒸汽在高压缸膨胀后返回锅炉再加热,再进入中低压缸膨胀。
- 回热循环(Regenerative Cycle):从汽轮机中抽出部分蒸汽加热锅炉给水,减少冷凝器热损失。
- 超临界循环(Supercritical Cycle):在高于水的临界压力(22.1 MPa)下运行,工质无明显的汽化过程,效率更高。
汉英对照关键术语:
- 郎肯循环 / 朗肯循环 - Rankine Cycle
- 锅炉 - Boiler
- 汽轮机 - Steam Turbine
- 冷凝器 - Condenser
- 给水泵 - Feedwater Pump
- 过热蒸汽 - Superheated Steam
- 饱和水 - Saturated Liquid
- 等压过程 - Isobaric Process
- 等熵过程 - Isentropic Process
- 热效率 - Thermal Efficiency
- 再热 - Reheat
- 回热 - Regeneration
- 超临界 - Supercritical
权威性参考来源:
- 《工程热力学》(Fundamentals of Engineering Thermodynamics) - 经典教材如 Moran & Shapiro, Cengel & Boles 等均有详细阐述。
- 美国机械工程师学会(ASME):发布相关技术标准和指南。
- 国际能源署(IEA):报告能源技术和发电效率。
- 大学工程课程资料:如 MIT OpenCourseWare 的热力学课程资料。
网络扩展解释
郎肯循环(Rankine Cycle)是一种应用于蒸汽动力装置的热力学循环,主要用于将热能转化为机械能,常见于火力发电厂、核电站等场景。以下是其核心内容的详细解释:
1.基本组成设备
郎肯循环系统包含四个关键设备:
- 水泵:将冷凝水加压送入锅炉(等熵压缩过程)。
- 锅炉:水在锅炉中吸热,依次经历预热、汽化、过热三个阶段,形成高温高压的过热蒸汽(等压加热过程)。
- 汽轮机:过热蒸汽膨胀做功,推动汽轮机叶片转动,热能转化为机械能(等熵膨胀过程)。
- 冷凝器:做功后的低压蒸汽(乏汽)被冷却凝结为液态水,释放热量(等压冷凝过程)。
2.循环过程
郎肯循环的理想化热力过程包括:
- 等熵压缩(水泵):水在泵中被压缩升压,温度略有上升。
- 等压加热(锅炉):水在锅炉内吸收热量,逐步转化为过热蒸汽。
- 等熵膨胀(汽轮机):高温高压蒸汽推动汽轮机做功,压力和温度下降。
- 等压放热(冷凝器):乏汽冷凝成水,完成工质(水)的循环。
3.应用与优化
- 应用:主要用于蒸汽动力发电系统,实际应用中会通过再热、回热等方式提高效率。
- 热效率公式:理论热效率可表示为:
$$
eta = 1 - frac{q{text{放}}}{q{text{吸}}}
$$
其中,吸热量和放热量与工质的焓变相关(参考、12的焓差计算)。
4.与卡诺循环的区别
郎肯循环是实际蒸汽动力循环的基础,而卡诺循环是理想化的理论模型。前者通过液态工质压缩(非气态)简化了设备要求,更贴近工程实际。
5.注意事项
部分低权威性网页提到其可用于制冷(如),但主流应用集中在发电领域。此外,简单朗肯循环因效率较低和未除氧水腐蚀问题,实际发电厂多采用改进循环(如再热循环)。
如需更详细的热力学分析或公式推导,可参考热力学教材或工程文献。
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