Для того чтобы правильно оценить степень совершенства различ­ных паровых машин, необходимо сравнить их тепловые качества с образцовой паровой машиной, работающей по идеальному циклу.

Из термодинамики известно, что нельзя построить такой двига­тель, который бы полностью использовал все тепло, подводимое к нему, и термический к. п. д. которого был бы равен еди­нице.

При работе машины по идеальному циклу в механи­ческую работу превращается наибольшее возможное коли­чество тепла, так как этому циклу присуще наименьшее количество тепловых потерь. Такой идеальный цикл (цикл Ренкина) состоит из сле­дующих процессов (фиг. 9):

1)   испарения воды при постоянном давлении р₁ = const (ли­ния АВ);

2)  адиабатного расширения пара от давления р₁ до давления р₂ (линия ВС);

3)   конденсации пара при постоянном давлении р₂ — const (ли­ния CD);

4)   повышения давления воды от р₂ до р₁ (линия DA).

Рассмотренные процессы парообразования, расширения, конден­сации и сжатия воды происходят как бы в одном и том же цилиндре. В действительности процесс парообразования происходит в паровом котле, процесс же конденсации пара — в конденсаторе, куда посту­пает отработавший пар. В этом случае в цилиндре вместо процесса парообразования происходит впуск пара (линия АВ), а вместо про­цесса конденсации — выпуск пара (линия CD).

Термический коэффициент полезного действия ?_t, как известно из термодинамики, будет

?_t=i₁ – i₂ / i₁ – i₂^’ ,

гlе i₁ — энтальпия (теплосодержание) пара, впускаемого в машину (в ккал/кг);

i₂ — энтальпия того же пара после его адиабатного расширения ( в ккал/кг);

i₁^’ — энтальпия конденсата в конденсаторе (в ккал/кг) при давле­нии в конденсаторе.

Например, если абсолютное давление пара р₁= 40 кГ/см², тем­пература t₁ = 400° С и абсолютное давление р₂ =0,1 кГ/см², то по si-диаграмме определяем энтальпию пара при начальном давле­нии i₁ = 768 ккал/кг и адиабатный теплоперепад i₁ — i₂ = = 254 ккал/кг, а i₂^’ = 45,45 ккал/кг определяем по таблицам водяного пара. Таким образом, термический к. п. д. в этом случае будет

?_t = 254 / 768-45.45 = 0.352 или 35,2 %.