Tehnička termodinamika - Kemijsko-tehnološki fakultet

______________________________________________________Stvarni ili realni plinovi i pare
Prijelazom na proces prikazan na slikama 69. i 70., koji se naziva Rankineov
proces ili Clausius-Rankineov proces, dobiva se više mehaničke energije iz 1
kg pare, budući da je mehanička energija nastala prema Rankineovom procesu
proporcionalna površini 5 – 2 – 3 – 4 , a iz Carnotovog procesa proporcionalna
je površini 1 – 2 –3 – 4. To je posljedica veće količine dovedene topline.
Međutim, termički stupanj djelovanja Rankineovog procesa slabiji je od Carnotovog.
Dovedena toplina q u Rankineovom procesu proporcionalna je površini
c – 5 – 2 – 3 – b, a odvedena toplina q 0 površini c – 5 – 4 – b te je stupanj
djelovanja
q 0
η =1 − .
q
Ako se površina c – 5 – 2 – 3 – b zamijeni pravokutnikom jednake površine,
ali tako da osnovica bude jednaka razlici entropija s4 − s5
, dobiva se iz
visine pravokutnika c – 5’ – 3’ – b srednja temperatura T sr. dovoda topline te će
termički stupanj djelovanja Rankineovog procesa biti
T
η = 1 − 0
. T sr.
Budući da je T sr. < T , termički stupanj Rankinovog procesa manji je od stupnja
djelovanja Carnotova procesa.
Kako je već spomenuto, uporaba h, s – dijagrama ima znatne prednosti jer
su u njemu entalpije prikazane kao dužine. Na slici 71. predočen je proces
mokrom parom u h, s – dijagramu. Stanja su označena isto kao u T, s – dijagramu
i p, v – dijagramu prethodnih slika. Kao u T, s – dijagramu tako i u h, s – dijagramu
točke 5 i 6 padaju praktički zajedno jer su izobare vrlo guste u području
tekućeg agregatnog stanja (lijevo od donje granične krivulje).
Ako se uvrste razlike entalpija, termički stupanj djelovanja procesa je
h4
− h5
h3
− h4
η = 1 − =
h3
− h5
h3
− h5
jer je razlika entalpija h3 − h 4 upravo jednaka mehaničkoj energiji koja se dobiva
iz procesa ako ekspanzija teče po adijabati. Termički stupanj djelovanja procesa
s mokrom parom ovisi o tlaku svježe pare p1
i tlaku p2
na kraju procesa,
što je prikazano na dijagramu na slici 72. U ovim slučajevima računalo se da
temperatura napojne vode, koja se dovodi crpki, odgovara temperaturi isparavanja
pri tlaku p 2 . Proces s vlažnom parom radi s niskim stupnjem djelovanja,
229