Ciclul Rankine pentru turbina cu abur

Deși progresul tehnologic este foarte rapid, se observă adesea situații în care principiile moderne utilizează principii descoperite în secolele trecute. De exemplu, ciclul Rankine, inventat în secolul al XIX-lea, este folosit pentru muncă turbine cu abur și acum.

Marele inventator

Ciclul lui Rankin a fost descoperit de un fizician și inginer scoțian care a trăit și a lucrat în ultimul secol. Invenția a fost numită de acest mare om de știință, care a fost, de asemenea, unul dintre fondatorii termodinamicii tehnice.

William John Rankin sa născut în 1820 în Edinburgh, unde a studiat la Institutul de trei ani. Totuși, omul de știință nu a reușit să termine această instituție din cauza unei situații financiare dificile. Dar acest lucru nu a împiedicat fizicianul înzestrat să realizeze o serie de descoperiri utile. Astfel, în 1849 a obținut ecuații în termodinamică, descriind relația dintre energia mecanică și căldură. El a construit, de asemenea, teoria unui motor cu aburi și a dezvoltat principiile de bază care stau la baza lucrării acestei unități. Aceste prevederi constituie procesul, care a primit numele în cinstea omului de știință, ciclul Rankine.

Repere

Acest ciclu este o expresie teoretică a muncii proceselor termodinamice care apar în timpul funcționării centralelor cu abur în modul de repetare. Se pot distinge astfel de operații de bază care sunt incluse în acest ciclu:

• lichidul se evaporă la presiune înaltă;
• moleculele de apă în starea gazoasă se extind;
• condensul de abur condensat pe pereții vasului;
• presiunea lichidului crește (se întoarce la valoarea inițială).

Se poate observa că eficiența termică pentru acest ciclu este direct proporțională cu temperatura inițială. De asemenea, eficiența acestui proces este determinată de valorile presiunii și de indicele de stare a căldurii la poziția de pornire și la ieșire.

Turbină cu abur

Această unitate este a motor de încălzire, ca rezultat al producerii energiei electrice. Nodurile principale ale acestei instalări pot fi reprezentate în următoarea listă:

• Parte mobilă, care constă dintr-un rotor și lame fixe pe ea;
• Un element staționar care are astfel de părți constitutive ca un stator și duze.

Funcționarea instalației poate fi caracterizată în acest fel. Apa în stare gazoasă la temperatură și presiune ridicată este alimentată în duzele turbinelor. Aici, la o viteză supersonică, energia potențială a vaporilor se transformă într-o energie cinetică, în timp ce particulele de abur sunt conduse. Aceasta, la rândul său, creează un flux gazos care acționează asupra lamelor de turbină. Rotirea acestor elemente face ca rotorul să se miște, ceea ce duce la formarea de electricitate. Apoi, condensul de vapori are loc, și se stabilește într-un recipient special de apă rece, de unde de lichid este din nou forțat în schimbătorul de căldură. Astfel, se produce o repetare a operațiunilor, adică se efectuează ciclul Rankine.

Acest principiu este utilizat în instalațiile de la centralele nucleare, este utilizat și în funcționarea unităților de turbine autonome pentru producția de energie electrică. Această schemă este de departe cea mai eficientă și mai economică. Instalațiile care funcționează pe principiile Rankin sunt distribuite în întreaga lume.