郎肯循環英文解釋翻譯、郎肯循環的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【機】 Rankine cycle
分詞翻譯:
郎的英語翻譯:
man
肯的英語翻譯:
agree; be willing to; consent
循環的英語翻譯:
cycle; recur; circle; rotate; circulation; repetition; revolution
【計】 DO-loop; for-loop; loop; unwinding
【化】 recirculate
【醫】 circuIation; cycle
【經】 cycle; revolving; rotation
專業解析
郎肯循環(Rankine Cycle),也稱為朗肯循環,是熱力學中一種理想化的蒸汽動力循環模型,用于描述蒸汽輪機發電廠等系統中熱能轉化為機械功的基本過程。其名稱來源于蘇格蘭工程師威廉·約翰·麥誇恩·蘭金(William John Macquorn Rankine)。
核心原理與過程:
郎肯循環包含四個關鍵的熱力學過程,通常在以下主要設備中實現:
- 鍋爐(Boiler):液态工質(通常是水)在高壓下吸收高溫熱源(如燃燒化石燃料、核反應或太陽能)的熱量,轉變為高溫高壓的過熱蒸汽(等壓吸熱過程)。
- 汽輪機(Turbine):高溫高壓蒸汽膨脹,推動汽輪機葉片旋轉,将熱能轉化為機械能。此過程近似為絕熱膨脹,蒸汽的壓力和溫度下降(等熵膨脹過程)。
- 冷凝器(Condenser):從汽輪機排出的低壓低溫蒸汽在冷凝器中向低溫熱源(通常是冷卻水)放熱,凝結成飽和水(等壓放熱過程)。
- 給水泵(Feedwater Pump):凝結水被泵送回鍋爐,壓力升高至鍋爐工作壓力。此過程近似為絕熱壓縮,消耗少量功(等熵壓縮過程)。
理想郎肯循環效率:
理想郎肯循環的熱效率(η)定義為輸出的淨功(W_net)與輸入的熱量(Qin)之比:
$$
eta = frac{W{net}}{Q{in}} = 1 - frac{Q{out}}{Q_{in}}
$$
其中,Qout 是冷凝器中放出的熱量。在理想情況下,其效率上限由卡諾循環效率決定:
$$
eta{Carnot} = 1 - frac{T_C}{T_H}
$$
T_H 和 T_C 分别代表高溫熱源和低溫熱源的熱力學溫度。實際郎肯循環效率低于卡諾效率,因為存在不可逆損失(如摩擦、散熱、非等熵過程)。
實際應用與意義:
郎肯循環是絕大多數火力發電廠(燃煤、燃氣、燃油)、核電站以及部分太陽能熱發電廠的核心理論基礎。實際應用中會進行改進以提高效率,例如:
- 再熱循環(Reheat Cycle):蒸汽在高壓缸膨脹後返回鍋爐再加熱,再進入中低壓缸膨脹。
- 回熱循環(Regenerative Cycle):從汽輪機中抽出部分蒸汽加熱鍋爐給水,減少冷凝器熱損失。
- 超臨界循環(Supercritical Cycle):在高于水的臨界壓力(22.1 MPa)下運行,工質無明顯的汽化過程,效率更高。
漢英對照關鍵術語:
- 郎肯循環 / 朗肯循環 - Rankine Cycle
- 鍋爐 - Boiler
- 汽輪機 - Steam Turbine
- 冷凝器 - Condenser
- 給水泵 - Feedwater Pump
- 過熱蒸汽 - Superheated Steam
- 飽和水 - Saturated Liquid
- 等壓過程 - Isobaric Process
- 等熵過程 - Isentropic Process
- 熱效率 - Thermal Efficiency
- 再熱 - Reheat
- 回熱 - Regeneration
- 超臨界 - Supercritical
權威性參考來源:
- 《工程熱力學》(Fundamentals of Engineering Thermodynamics) - 經典教材如 Moran & Shapiro, Cengel & Boles 等均有詳細闡述。
- 美國機械工程師學會(ASME):發布相關技術标準和指南。
- 國際能源署(IEA):報告能源技術和發電效率。
- 大學工程課程資料:如 MIT OpenCourseWare 的熱力學課程資料。
網絡擴展解釋
郎肯循環(Rankine Cycle)是一種應用于蒸汽動力裝置的熱力學循環,主要用于将熱能轉化為機械能,常見于火力發電廠、核電站等場景。以下是其核心内容的詳細解釋:
1.基本組成設備
郎肯循環系統包含四個關鍵設備:
- 水泵:将冷凝水加壓送入鍋爐(等熵壓縮過程)。
- 鍋爐:水在鍋爐中吸熱,依次經曆預熱、汽化、過熱三個階段,形成高溫高壓的過熱蒸汽(等壓加熱過程)。
- 汽輪機:過熱蒸汽膨脹做功,推動汽輪機葉片轉動,熱能轉化為機械能(等熵膨脹過程)。
- 冷凝器:做功後的低壓蒸汽(乏汽)被冷卻凝結為液态水,釋放熱量(等壓冷凝過程)。
2.循環過程
郎肯循環的理想化熱力過程包括:
- 等熵壓縮(水泵):水在泵中被壓縮升壓,溫度略有上升。
- 等壓加熱(鍋爐):水在鍋爐内吸收熱量,逐步轉化為過熱蒸汽。
- 等熵膨脹(汽輪機):高溫高壓蒸汽推動汽輪機做功,壓力和溫度下降。
- 等壓放熱(冷凝器):乏汽冷凝成水,完成工質(水)的循環。
3.應用與優化
- 應用:主要用于蒸汽動力發電系統,實際應用中會通過再熱、回熱等方式提高效率。
- 熱效率公式:理論熱效率可表示為:
$$
eta = 1 - frac{q{text{放}}}{q{text{吸}}}
$$
其中,吸熱量和放熱量與工質的焓變相關(參考、12的焓差計算)。
4.與卡諾循環的區别
郎肯循環是實際蒸汽動力循環的基礎,而卡諾循環是理想化的理論模型。前者通過液态工質壓縮(非氣态)簡化了設備要求,更貼近工程實際。
5.注意事項
部分低權威性網頁提到其可用于制冷(如),但主流應用集中在發電領域。此外,簡單朗肯循環因效率較低和未除氧水腐蝕問題,實際發電廠多采用改進循環(如再熱循環)。
如需更詳細的熱力學分析或公式推導,可參考熱力學教材或工程文獻。
分類
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