Chociaż postęp technologiczny jest bardzo szybki, często zdarzają się sytuacje, w których dzisiejsze rośliny wykorzystują zasady odkryte w minionych stuleciach. Na przykład cykl Rankine'a, który został wynaleziony w XIX wieku, jest nadal używany w turbinach parowych.
Wielki wynalazca
Cykl Rankine'a został odkryty przez szkockiego fizyka i inżyniera, który żył i pracował w przedostatnim stuleciu. Wynalazek został nazwany na cześć tego wielkiego naukowca, który był także jednym z twórców termodynamiki technicznej.
Rankine William John urodził się w 1820 roku w Edynburgu, gdzie studiował przez trzy lata w instytucie. Jednak naukowiec nie ukończył tej placówki ze względu na trudną sytuację materialną. Ale to nie przeszkodziło utalentowanemu fizykowi w dokonaniu szeregu użytecznych odkryć. W ten sposób w 1849 roku uzyskał równania termodynamiki opisujące zależność między energią mechaniczną a ciepłem. Przeprowadził również budowę teorii silnika parowego i opracował podstawowe zasady, które stanowiły podstawę działania tego bloku. Przepisy te stanowią procesnazwany na cześć naukowca, cykl Rankine'a.
Najciekawsze
Ten cykl jest teoretycznym wyrazem pracy procesów termodynamicznych zachodzących podczas pracy elektrowni parowych w trybie powtarzalnym. Możemy wyróżnić następujące podstawowe operacje zawarte w tym cyklu:
- ciecz odparowuje pod wysokim ciśnieniem;
- cząsteczki wody w stanie gazowym rozszerzają się;
- wilgotna para kondensuje na ściankach naczynia;
- ciśnienie płynu wzrasta (powraca do pierwotnej wartości).
Można zauważyć, że sprawność cieplna dla tego cyklu jest wprost proporcjonalna do temperatury początkowej. Również wydajność tego procesu zależy od wartości ciśnienia i wskaźnika stanu cieplnego w pozycji wyjściowej i wyjściowej.
Turbina parowa
To urządzenie jest silnikiem cieplnym, który wytwarza energię elektryczną. Główne składniki tej instalacji można przedstawić na poniższej liście:
- ruchoma część, która składa się z wirnika i przymocowanych do niego ostrzy;
- element nieruchomy z częściami takimi jak stojan i dysze.
Działanie zakładu można opisać w następujący sposób. Do dysz turbiny doprowadzana jest woda w stanie gazowym o wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Tutaj, z prędkością ponaddźwiękową, energia potencjalna pary jest zamieniana na energię kinetyczną, a cząstki są wprawiane w ruchpara. To z kolei tworzy przepływ gazu, który działa na łopatki turbiny. Obrót tych elementów powoduje ruch wirnika, w wyniku czego wytwarzana jest energia elektryczna. Następnie para ulega skropleniu i osadza się w specjalnym zbiorniku wody lodowej, skąd ciecz jest ponownie wtłaczana do wymiennika ciepła. W ten sposób operacje są powtarzane, to znaczy przeprowadzany jest cykl Rankine'a.
Zasada ta jest stosowana w instalacjach w elektrowniach jądrowych, jest również wykorzystywana w działaniu autonomicznych instalacji turbinowych do produkcji energii elektrycznej. Ten schemat jest zdecydowanie najbardziej wydajny i ekonomiczny. Rośliny oparte na Rankine są dystrybuowane na całym świecie.
