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

$\eta _{th}={\frac {W_{T}}{Q_{1}}}={\frac {h_{3}-h_{4}}{h_{3}-h_{2}}}\,$