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Thermodynamics / Rankine Cycle

水蒸気・ランキンサイクル計算機

ボイラー圧力・復水器圧力・タービン効率を設定して熱効率・T-s線図をリアルタイム計算。再熱サイクル対応。火力発電・蒸気タービン設計に活用。

パラメータ設定
プリセット
ボイラー圧力 Phigh 5.0 MPa
復水器圧力 Plow 10 kPa
ボイラー出口温度 T1 400 °C
飽和温度以上で過熱蒸気
タービン効率 ηt 0.85
ポンプ効率 ηp 0.85
再熱サイクル
再熱後温度 = ボイラー出口温度と同一
熱効率 ηth [%]
正味仕事 wnet [kJ/kg]
入熱量 qin [kJ/kg]
背仕事比 BWR [%]
タービン仕事 wt [kJ/kg]
ポンプ仕事 wp [kJ/kg]
タービン出口乾き度 x2
ボイラー飽和温度 [°C]

理論式

ランキンサイクル(4状態点):

タービン仕事:$w_t = \eta_t(h_1 - h_{2s})$

ポンプ仕事:$w_p = v_f(P_{high}-P_{low})/\eta_p$

入熱量:$q_{in} = h_1 - h_4$

$$\eta_{th} = \frac{w_{net}}{q_{in}} = \frac{w_t - w_p}{q_{in}}$$

水蒸気物性は多項式近似(IAPWS-IF97ベース簡略版)で計算

熱工学応用: 火力発電所の設計最適化 / 地熱発電・廃熱回収(ORC)/ 産業用蒸気タービン効率改善 / 核・太陽熱発電のサイクル解析。

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