ランキンサイクル

ランキンサイクル (Rankine cycle) は、非可逆熱サイクルの一種で、蒸気タービンの理論サイクルである。

サイクル

1→2	給水ポンプで$P_1\,$から$P_2\,$まで加圧
2→3	蒸気ボイラで$Q_1\,$の熱を吸熱
3→4	タービンで断熱膨張
4→1	$Q_2\,$の熱を復水器で放熱

理論熱効率

以下のようにおく。

$\eta_{th}\,$	理論熱効率
$W\,$	有効仕事
$W_T\,$	タービンのする仕事
$W_P\,$	給水ポンプの消費する仕事
$h\,$	気体のエンタルピー
$T\,$	絶対温度
$P\,$	気体の圧力

$W_P = h_2 - h_1 \,$

$W_T = h_3 - h_4 \,$

$W = W_T - W_P = (h_3 - h_4) - (h_2 - h_1) \,$

$Q_1 = h_3 - h_2 \,$

$Q_2 = h_4 - h_1 \,$

$\eta_{th} = \frac{W}{Q_1} = \frac{(h_3 - h_4) - (h_2 - h_1)}{h_3 - h_2} =1-\frac{h_1-h_4}{h_3 - h_2} \,$

給水ポンプの消費する仕事を無視すると

$\eta_{th} = \frac{W_T}{Q_1}=\frac{h_3 - h_4}{h_3 - h_2} \,$