第 四 題

朗肯循環的熱效率 $\eta_{th}$ 定義為淨功輸出 ($W_{net}$) 與總輸入熱量 ($Q_{in}$) 之比值。 利用各狀態點的單位質量焓值 $h$ 可計算如下：

1. 渦輪機產出功：$W_t = h_3 - h_4$

1. 溫度-熵(T-S)圖應包含飽和液體線與飽和蒸汽線構成的鐘形曲線。狀態 1 在較低壓力的飽和液體線上；狀態 2 為定熵壓縮後的過冷液體；狀態 3 位於較高壓力且跨越至過熱區的蒸汽狀態；狀態 4 為等熵膨脹後落在水氣混合區（或飽和線上）的狀態。
2. 各過程所代表的意義如下： (1) 1→2：等熵壓縮 (Isentropic compression)，於泵中將飽和液體加壓。

1→2：泵 (Pump) 2→3：鍋爐 (Boiler) 3→4：渦輪機 (Turbine)

1. 再熱朗肯循環：在 T-S 圖中，蒸汽在第一段（高壓）渦輪機膨脹後，會再次被引回鍋爐等壓加熱，然後進入第二段（低壓）渦輪機膨脹。圖中會出現兩次向上的加熱曲線與兩次垂直向下的膨脹線。
2. 再生朗肯循環：蒸汽在渦輪機膨脹的途中，部分蒸汽被抽離出來（Extraction）用於加熱進入鍋爐前的給水。T-S 圖上渦輪機膨脹線會有中途分流的狀態點，而液體側會有一階或多階的升溫步驟。
3. 超臨界朗肯循環：系統的最高壓力高於臨界壓力（22.06 MPa）。在 T-S 圖上，2→3 的等壓加熱曲線會完全位於臨界點上方，不會穿過鐘形曲線內的兩相水平沸騰區，而是平滑地過渡到過熱蒸汽。