- ベストアンサー
ランキンサイクルの効率について
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
ランキンサイクルは火力発電設備の蒸気サイクルです。 膨張過程とは具体的には蒸気タービンのことです。 タービンの入口温度と圧力が高いということは、蒸気タービンに投入されるエネルギーが多いということです。これをＱ１とします。 タービンの出口温度と圧力が低いということは、蒸気タービンから出る（＝捨てる）エネルギーが少ないということです。これをＱ２とします。 蒸気タービンの入口と出口のエネルギーの差（Ｑ１－Ｑ２）が回転運動エネルギーに変換されます。 このときの蒸気の利用効率は（Ｑ１－Ｑ２）／Ｑ１＝１－Ｑ２／Ｑ１です。Ｑ１が大きく、Ｑ２が小さいほど効率は高くなります。
関連するQ&A
- ランキンサイクルについて
ランキンサイクルについての問題が解けないので教えて下さい。 蒸気初条件24.0MPa,540℃、復水器圧力5kPaの蒸気原動所が理想ランキンサイクルで作動する。 a)ボイラでの加熱量 b)蒸気タービンの仕事量 c)復水器での放熱量 d)給水ポンプでの仕事量 e)サイクル熱効率 蒸気表が必要だと思いますので、求め方のみでも構いません。 よろしくお願い致します。
- ベストアンサー
- 物理学
- ランキンサイクルについて
汽力発電所の給水蒸気系統を、T(温度)-s(エントロピー)線図であらわした、ランキンサイクルについて教えてください。 このランキンサイクルにおいては、蒸気がタービンで仕事をするとき、 温度だけ減少してエントロピーに変化がありません。 蒸気はタービン通過時においては、仕事をして、圧力、温度が低下するわけですからそれは熱量を失ったと言え、エントロピーが減少したとは いえないのでしょうか？ 何故この過程では、温度だけ減少して、エントロピーは変化しないのか、どなたかその理由を教えて下さい。
- ベストアンサー
- 自然環境・エネルギー
- re：5374013 サイクルの最大効率と異なるサイクルの効率の比較について
質問番号：5374013 http://oshiete1.goo.ne.jp/qa5374013.html に関して解答を書いている間に締め切られてしまいましたので、あらたに質問として起こします。 熱力学でサイクルの効率を考えるとき、熱効率は η＝W/Q1 （Q1：吸熱） で定義されます。ここでエネルギーの保存則 W = Q2 - Q1 （Q2：放熱 Q1：吸熱） を使うと熱効率は η＝W/Q1＝1-Q2/Q1 と書くことができます。 ここで、このエネルギー保存の式がサイクルの可逆不可逆によらず成立しているとしてしまうと、不可逆のカルノーサイクルの効率も最大効率になってしまいます。わかりやすく、不可逆が断熱過程にあるとして等温過程を可逆とするとQ1, Q2は全体が可逆なカルノーサイクルと正確に等しいですから。したがって、このエネルギー保存の式は不可逆過程では成り立たず、散逸するエネルギーをδＱとして Q1-Q2 = W + δQ > W と修正する必要があります。 不可逆過程が存在する場合、サイクルが完全に元に戻っているとすると、外部のどこかにエントロピー生成があるはずです。不可逆過程では熱源も外部も含めた全体を一つの孤立系として、全体のエントロピーが増大しないといけませんから。したがって、このエントロピー生成によって生じた束縛エネルギーがδＱに対応するはずです。 前置きはこのくらいにして、本題に入ることにします。 少し考えてみるとカルノーサイクルとほかのサイクル、たとえば、オットーサイクルの効率を比較するというのは結構厄介な問題だということに気がつきます。 可逆カルノーのサイクルに限っても、T1=500Kに固定したとしてT2=400KとT2=100KではT2=100Kの方が効率がいいですが、どちらも熱力学的な意味では最大効率です。 オットーサイクルにしても、四つの温度をどう設定するかで効率の値は変わってきますが、全過程が可逆であればそれは値の大小によらず全て熱力学的な意味では最大効率です。 なので、可逆サイクルであっても条件の設定によって最大効率のときの効率の値は変わってしまいますから、異なるサイクルの効率を比較する場合、条件を対等にして比較しないと意味がないことになります。そこで、この対等な条件という物を模索しないといけないのですが、これがどうにもわからないのです。結局考えてみても、Q1, Q2の値が等しいという条件で外に取り出せるWの大小を比較するしかないように思うのですが、そうすると、可逆サイクルではW=Q1-Q2が成り立つので、可逆であればすべてのサイクルの効率は等しいという結論になってしまいます。 よくみるカルノーサイクルとオットーサイクルの効率の比較では、オットーサイクルの最高温度、最低温度をカルノーサイクルの熱源の温度に等しく置いています。こうすると、オットーサイクルのＴＳ線図がカルノーサイクルのＴＳ線図の中にすっぽり入ってしまうのでオットーサイクルのほうが効率が低いことになるのですが、これは、 「オットーサイクルの最高温度、最低温度をカルノーサイクルの熱源の温度に等しく置く」 という新たな条件を付加したうえでの比較なので、熱力学的な最大効率とは無関係と思われます。 以上を踏まえまして、異なるサイクル間の熱力学的な意味での効率の比較について、ご意見を賜りたいと思います。
- ベストアンサー
- 物理学
- カリーナサイクルについて
今、カリーナサイクルについて調べています。 サイクルのフローは理解できたのですがそれをサイクル線図で表すことは可能なのでしょうか？ また、ランキンサイクルと比べ具体的にどれぐらい熱効率がよいのかを理論式で比較するにはどうしたらいいのでしょうか？ 詳しい方、是非助言を宜しくお願いします。
- 締切済み
- 化学
- R410Aの冷凍サイクル
実験で、R410Aの冷凍サイクルの温度を測定しました。 遊びで作った回路なので、データを記載しても問題ないデータです。 外気温７℃ 吸入２℃ 吐出６０℃ コンデンサー出口５１℃ 膨張弁前５０℃ 蒸発器 入口２２℃ 蒸発器 出口２．５℃ (圧力は記録していません) 蒸発器入口→出口で温度を失っている理由が分かりません。 何かの測定ミスなのか、あり得る現象なのか どうも判断が付かず、周りの人に聞いても知らない人ばっかりです。 分かる方、知識をください。 お願いします。
- ベストアンサー
- 開発
- ガスタービンの熱効率について
ガスタービンの熱効率は タービン入口温度が高いほど、圧縮機入口温度が低いほど、大気圧力が高いほど熱効率が良いとされています。 ガスタービンでは大気圧力が高いほど熱効率が良いのですが、理論サイクルのブレイトンサイクルでは圧力比が大きいほど熱効率が高くなっています。 これを元に考えた場合は、大気圧力は低いほうが圧力比が大きくなるので熱効率が高くなるような気がするのですが、どこで考えが間違っているのでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 熱機関（ディーゼルサイクル）について
今熱力学を勉強していたのですが、分からないところがあるので質問させて頂きました。タイトルにあるように、熱機関の質問です。 オットーサイクルとディーゼルサイクルにおける一番の違いは燃焼過程における方法ですよね。で、オットーサイクルの場合は、断熱圧縮された気体を外系から点火させるので、その瞬間の変化は定積変化である、という説明はなんとなくわかりました（厳密には違うようですが）。 しかし、ディーゼルサイクルの場合は気体の高温化にって自然発火、燃焼するので定圧変化である、という説明がいまいちピンときません。 なぜディーゼルサイクルの場合は、燃焼過程においては定圧なのでしょうか？ 宜しければお返事のほうよろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 熱力学、定容サイクルについて。
定容サイクルについての問題がわからないので 教えてください。 定容サイクルで作動し、行程容積600立方センチメートルで 圧縮比１３の熱機関がある。 圧縮全圧力750mmHg、温度40度、最高圧力８．５MPaとする。 動作流体は空気である。以下の設問に答えよ。 （必要な物性値は適当な参考書でいいそうです） １、圧縮後の圧力、温度 ２、最高温度 ３、膨張後の圧力温度 ４、仕事量、熱効率 ５、このサイクルを一分間に２０回行った時の出力 参考書などで調べましたが、よく理解できず投稿させていただきました。 もしよろしければ回答をお願いいたします。
- 締切済み
- 物理学
- スーパーチャージャー付ミラーサイクルエンジン
現在も生産されているのか否かは知りませんが、その昔、メカニカルスーパーチャージャー付きのミラーサイクルエンジンを搭載した自動車が販売されていた事がありました。 解らないのは、何故ミラーサイクルにメカニカルスーパーチャージャーを組み合わせる等という事をしたのかです。 私の知識では、ミラーサイクルは、シリンダーの排気量に比して吸気量を小さくする事で、圧縮比よりも膨張比を大きくし、熱効率の向上を図る方式の筈です。 それにも関わらず、メカニカルスーパーチャージャーを取り付けてしまえば、吸気の圧縮をシリンダー内部で行う代わりに、シリンダーの外で圧縮を行うだけですから、総圧縮比は小さくならず、ミラーサイクルにする意味が全く無いと思います。 それどころか、多くのスーパーチャージャーは、ピストンとシリンダーによる圧縮よりも、エネルギー効率が低いですし、吸気エアフィルターからシリンダー吸気口までの間に、スーパーチャージャーという余計なものがある分、配管抵抗による圧力損失も増加しますから、通常のオットーサイクルよりも熱効率が低下するのではないかと思います。 良く「ミラーサイクルエンジンは排気量に比して馬力が小さくなるためメカニカルスーパーチャージャーを取り付けて、パワーを補っている」という説明を耳にしますが、パワーが必要であればミラーサイクルにせずに、通常のオットーサイクルにした方が、無駄が無く、機構が簡単な分、故障が少なく、コストも下げられる上、熱効率も高くなる思います。 或いはミラーサイクルにメカニカルスーパーチャージャーではなく、ターボチャージャーを取り付ければ、吸気を圧縮する際に消費するエネルギーに対する、排気から回収して利用するエネルギーの割合を、ターボチャージャー付きオットーサイクルよりも（おそらくターボチャージャー付きディーゼルサイクルよりも）増やす事が出来ますから、自然吸気式のミラーサイクルよりも熱効率を向上させる事が出来る可能性もあると思います。 何故、敢えてメカニカルスーパーチャージャーと組み合わせたのでしょうか？
- ベストアンサー
- 国産車
- 汽力発電所の熱効率
汽力発電所の熱効率を高めるには タービン入口蒸気の温度と圧力をあげる 復水器内蒸気圧力を下げる 再生サイクルや再熱サイクルを採用する などの条件があります。 教科書には温度-エントロピー図を用いて 上の内容を説明していましたが、 どのような物理現象で熱効率が高くなっているのか分かりません。 ボイラの中に投入される燃料の種類や量、 酸素の温度や圧力、量などによって 生じている化学反応の種類や頻度も変化し、 その結果がタービン入口蒸気の温度と圧力に 影響するのだと思うのですが… 参考になる文献やWeb、経験則など どのような情報でもかまいませんので、 皆様よろしくお願いいたします。
- 締切済み
- 物理学
お礼
回答ありがとうございます。 参考にさせてもらいます。