基本介紹
- 中文名：蒸汽動力循環
- 外文名：Steam power cycle
- 循環效率：一般比較低
既然卡諾循環的效率由熱源和熱阱的溫度唯一決定，那么要提高循環效率就必須提高熱源溫度並降低熱阱的溫度。在實際中，這一方法被以下約束條件所限制。
對於一個真實循環，熱阱被限制為環境溫度，因此，其溫度大約為15℃。
熱源的溫度也受限於燃料的燃燒溫度或者結構材料（如石墨球、包殼等）的溫度上限。在化石燃料的情況下，溫度上限約為1670℃。但是因為冶金術對於鍋爐的限制，即使這個溫度也是不可能達到的。因此，最大可以達到的熱源溫度上限大約只有800℃。這些限制使得卡諾循環的最大可達到效率為73%。
因此，在使用理想部件的卡諾循環中，由於現實世界的限制，能夠將3/4的熱量轉換為功。但是，正如已經說明的，這一理想效率遠超出任何真實系統的效率。
為什麼73%的效率是不可能的？我們先分析卡諾循環，然後比較循環使用的真實與理想部件。我們將通過觀察使用真實與理想部件的卡諾循環的溫熵圖來進行這個比較分析。
卡諾循環這與圖中給出的標著可利用能量的在288K（15℃）和1073K（800℃）之間的陰影部分面積相等。從圖中，我們可以看出，任一工作於低於1073K溫度的卡諾循環效率都會更低。如果能夠將材料抗高溫性能提高至1073K以上，我們將可以增加系統的可利用能量。
卡諾循環與典型能量循環能量獲得對比圖水是工質，如果要求工作壓力小於13MPa，那么要想獲得1073K的溫度是不可能的。事實上，水的性質和傳熱過程要求在一定範圍的壓力下對水進行加熱。因為這個原因，我們加熱的平均溫度遠遠低於材料允許的最高溫度。
實際能達到的溫度遠遠小於理想循環能到達溫度的一半。典型化石能源循環的效率約40%，而核電廠循環的效率大約為31%。注意這些循環的效率都只有理想循環效率（73%）的一半左右。
朗肯循環的能量損失同樣能通過兩種循環對比發現，如圖所示。通過對比看出，一個循環的不可利用能量可以和另一個循環進行比較，從而確定哪一個循環效率更高。
朗肯循環效率比較