Även om den tekniska utvecklingen är mycket snabb, är det vanligt att se situationer där dagens växter använder principer som upptäckts under tidigare århundraden. Till exempel, Rankine-cykeln, som uppfanns på 1800-talet, används fortfarande i ångturbiner idag.
Stor uppfinnare
Rankine-cykeln upptäcktes av en skotsk fysiker och ingenjör som levde och verkade under förra seklet. Uppfinningen fick sitt namn efter denne store vetenskapsman, som också var en av grundarna av teknisk termodynamik.
Rankine William John föddes 1820 i staden Edinburgh, där han studerade i tre år vid institutet. Men forskaren misslyckades med att slutföra denna institution på grund av den svåra ekonomiska situationen. Men detta hindrade inte den begåvade fysikern från att göra ett antal användbara upptäckter. Sålunda fick han 1849 ekvationer inom termodynamik som beskriver förhållandet mellan mekanisk energi och värme. Han utförde också konstruktionen av teorin om ångmaskinen och utvecklade de grundläggande principerna som låg till grund för driften av denna enhet. Dessa bestämmelser utgör processenuppkallad efter vetenskapsmannen, Rankine-cykeln.
Höjdpunkter
Denna cykel är ett teoretiskt uttryck för arbetet med termodynamiska processer som sker under driften av ångkraftverk i upprepningsläge. Vi kan särskilja följande grundläggande operationer som ingår i denna cykel:
- vätska avdunstar vid högt tryck;
- vattenmolekyler i gasform expanderar;
- fuktig ånga kondenserar på kärlets väggar;
- vätsketrycket ökar (återgår till ursprungligt värde).
Det kan noteras att den termiska verkningsgraden för denna cykel är direkt proportionell mot den initiala temperaturen. Effektiviteten av denna process beror också på tryckvärdena och det termiska tillståndsindexet vid startpositionen och vid utgången.
Ångturbin
Denna enhet är en värmemotor som genererar elektricitet. Huvudkomponenterna i denna installation kan representeras i följande lista:
- rörlig del, som består av en rotor och blad fästa vid den;
- stationärt element med delar som stator och munstycken.
Anläggningens drift kan beskrivas på följande sätt. Vatten i gasformigt tillstånd vid hög temperatur och tryck tillförs turbinmunstyckena. Här omvandlas ångans potentiella energi i överljudshastighet till kinetisk energi och partiklar sätts i rörelsepar. Detta skapar i sin tur ett gasflöde som verkar på turbinbladen. Rotationen av dessa element får rotorn att röra sig, vilket resulterar i att elektricitet genereras. Därefter kondenserar ångan och den lägger sig i en speciell kylvattenbehållare, varifrån vätskan återigen tvingas in i värmeväxlaren. Sålunda upprepas operationerna, det vill säga Rankine-cykeln utförs.
Denna princip används i installationer vid kärnkraftverk, den används även vid drift av autonoma turbininstallationer för produktion av el. Detta system är det absolut mest effektiva och ekonomiska. Rankine-baserade växter distribueras över hela världen.
