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 温度T₁－給水ポンプでP₁からP₂まで加圧→2 温度T₂

2 温度T₂－蒸気ボイラでQ₁の熱を吸熱→3 温度T₃

3 温度T₃－タービンで断熱膨張→4 温度T₄

4 温度T₄－Q₂の熱を復水器で放熱→1 温度T₁

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

$W_{P}=h_{2}-h_{1}\,$

$W_{T}=h_{3}-h_{4}\,$

$W=W_{T}-W_{P}=(h_{3}-h_{4})-(h_{2}-h_{1})\,$

$Q_{1}=h_{3}-h_{2}\,$

$Q_{2}=h_{4}-h_{1}\,$

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

給水ポンプの消費する仕事を無視すると

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