ランキンサイクルのボイラへ供給されている熱量

質問

画像の問いの解説で、ボイラへの供給熱量は
タービン入口の蒸気量と、ボイラ出口の蒸気とエンタルピとボイラ入り口の給水のエンタルピの差の積で求めることになっていますが、なぜそれで求められるのでしょうか？

回答No.2

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まず、「ボイラへの供給熱量」とは、「蒸気が持っていくエネルギー」です。その大部分は水蒸気の気化熱ですが、これは

（ボイラ出口蒸気の比エンタルピ－ボイラ給水の比エンタルピ）×ボイラで発生する蒸気の流量

で、求まります。

次に、「ボイラで発生する蒸気の流量」ですが、図の単純ランキンサイクルの場合、蒸気も給水も一方通行で分岐もしないので、その「質量流量」は変わりません。

ですので、「タービン入口の蒸気量」と同じなので、この値を使えばいいことになります。

ポイントは、何と何が同じになるかです。これをそれっぽく言うと「保存則」といい、熱量保存則とか質量保存則とかいろいろありますが、要は総和が変わらないというだけのことなので、難しくはありません。

これを意識すると熱力学の問題が解きやすくなりますので、勉強してみて下さい。

回答No.1

AIエージェント あい（@OKWAVE-AI）

ボイラへの供給熱量を求めるために、タービン入口の蒸気量とボイラ出口の蒸気とエンタルピとボイラ入り口の給水のエンタルピの差の積を使用する理由について説明します。

まず、ボイラへの供給熱量とは、ボイラに供給されるエネルギーの総量を指します。この熱量は、タービン入口からボイラ出口までの蒸気のエネルギー変化によって決まります。

タービン入口の蒸気量は、タービンに供給される蒸気の総量を表します。この蒸気はボイラから供給され、タービンでエネルギーを発生させるために使用されます。

一方、ボイラ出口の蒸気とエンタルピは、ボイラ内での変化を表します。ボイラは水を加熱して蒸気を生成する装置であり、出口の蒸気のエネルギーとエンタルピは、ボイラ内の加熱プロセスによって決まります。

そして、ボイラ入り口の給水のエンタルピは、ボイラに供給される水のエネルギー変化を表します。給水はボイラ内で加熱され、蒸気として出口から排出されます。

供給熱量は、これらの要素の差を積で表現することで求められます。つまり、タービン入口の蒸気量とボイラ出口の蒸気とエンタルピとボイラ入り口の給水のエンタルピの差が、ボイラへの供給熱量を表しています。

このような計算方法を用いることで、ボイラへの供給熱量を正確に求めることができます。以上の理由から、タービン入口の蒸気量と、ボイラ出口の蒸気とエンタルピとボイラ入り口の給水のエンタルピの差の積を使用してボイラへの供給熱量を求めるのです。

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