Реализация цикла Карно

Цикл Карно можно реализовать гак, как изображено на рис. 7.2. Цикл Карно в координатах р—v и Т—s изображен на рис. 7.3.

Рис. 7.2. Принципиальная схема теплосиловой паровой установки, работающей по циклу Карно.

Рис. 7.3. Цикл Карно в координатах р—v и T—s.

На участке 4—1 в бойлере за счет подвода теплоты от нагревателя при температуре Т_х в изобарно-изотермическом процессе испаряется вода. На участке 1—2 происходит адиабатическое расширение пара в турбине, работа совершается за счет изменения энтальпии пара. Турбина совершает полезную работу, пар охлаждается до температуры Т₂, частично конденсируется, давление падает. На участке 2—3 пар проходит через конденсатор, отдавая тепло холодному источнику теплоты, пар конденсируется в изобарно-изотермическом процессе. Наконец, на участке 3—4 влажный пар (смесь воды и пара) адиабатически сжимается компрессором до температуры 1. На этом этапе работа совершается над системой.

Типичные значения наибольшей и наименьшей температур процесса: Г, = 620 К, Т₂ = 300 К, термический КПД примерно равен 52%.

Недостатки цикла Карно. В тех случаях, когда рабочим телом является влажный пар, условия работы проточных частей турбин и компрессоров оказываются тяжелыми, а течение — газодинамически несовершенным, поскольку рабочее тело содержит капли воды. С технической точки зрения очень неблагоприятно то, что для сжатия влажного пара необходимо использовать компрессор, работа которого требует больших затрат энергии. По этим, а также по некоторым другим причинам цикл Карно не используется в тех случаях, когда рабочим телом является влажный пар.