Rankinov cikel za parne turbine

Čeprav je tehnološki napredek zelo hiter, pogosto vidimo situacije, v katerih sodobna načela uporabljajo načela, ki so bila odkrita v preteklih stoletjih. Na primer, cikel Rankine, ki je bil izumil v 19. stoletju, se uporablja za delo parne turbine in zdaj.

Odličen izumitelj

Rankin cikel je odkril škotski fizik in inženir, ki je živel in delal v stoletju pred zadnjim. Izum je bil imenovan po tem velikem znanstveniku, ki je bil tudi eden od ustanoviteljev tehnične termodinamike.

Rankin William John se je rodil leta 1820 v mestu Edinburgh, kjer je tri leta študiral na inštitutu. Vendar znanstvenik ni uspel dokončati te institucije zaradi težkega finančnega položaja. Toda to nadarjen fizik ni preprečilo, da bi izvedlo številna uporabna odkritja. Tako je leta 1849 dobil enačbe v termodinamiki, ki opisujejo razmerje med mehansko energijo in toploto. Prav tako je zgradil teorijo parnega motorja in razvil osnovna načela, ki temeljijo na delu te enote. Te določbe predstavljajo proces, ki mu je bilo ime dodeljeno v čast znanstveniku, ciklu Rankine.

Vrhunci

Ta cikel je teoretični izraz delovanja termodinamičnih procesov, ki se pojavijo med obratovanjem parnih elektrarn v načinu ponavljanja. Te osnovne dejavnosti lahko ločimo, kot so vključeni v ta cikel:

• tekočina se izhlapi pri visokem tlaku;
• molekule vode v plinastem stanju se razširijo;
• mokro paro kondenzira na stenah plovila;
• tlak tekočine povečanje (vrne na prvotno vrednost).

Ugotovimo lahko, da je toplotna učinkovitost tega cikla v neposrednem sorazmerju z začetno temperaturo. Tudi učinkovitost tega postopka določajo vrednosti tlaka in indeksa toplotnega stanja v izhodiščnem položaju in na izhodu.

Parne turbine

Ta enota je toplotni motor, zaradi česar se proizvede električna energija. Glavna vozlišča te naprave so lahko prikazana na naslednjem seznamu:

• Premični del, ki je sestavljen iz rotorja in fiksnih rezil;
• Stacionarni element, ki ima take sestavne dele kot stator in šobe.

Delovanje naprave lahko tako označimo. Voda v plinastem stanju pri visoki temperaturi in tlaku se napaja v turbinske šobe. Pri supersonični hitrosti se potencialna energija hlapov pretvori v kinetično energijo, medtem ko se delci pare poganjajo. To pa ustvarja plinasti tok, ki deluje na lopatice turbine. Vrtenje teh elementov povzroči, da se rotor premakne, kar povzroči nastanek električne energije. Nato se zgodi kondenzacija hlapov in se usede v posebnem sprejemniku za ohlajeno vodo, od koder se tekočina ponovno vpne v toplotni izmenjevalec. Tako se pojavi ponavljanje operacij, to je, da se izvaja Rankinov cikel.

To načelo se uporablja v napravah na jedrskih elektrarnah, uporablja pa se tudi za delovanje avtonomnih turbinskih enot za proizvodnja električne energije. Ta shema je daleč najučinkovitejša in ekonomična. Naprave, ki delujejo na principih Rankina, so razdeljene po vsem svetu.