Deși progresul tehnologic este foarte rapid, este obișnuit să vedem situații în care plantele de astăzi folosesc principii care au fost descoperite în secolele trecute. De exemplu, ciclul Rankine, care a fost inventat în secolul al XIX-lea, este folosit și astăzi în turbinele cu abur.
Marele inventator
Ciclorul Rankine a fost descoperit de un fizician și inginer scoțian care a trăit și a lucrat în secolul anterior. Invenția a fost numită după acest mare om de știință, care a fost și unul dintre fondatorii termodinamicii tehnice.
Rankine William John s-a născut în 1820 în orașul Edinburgh, unde a studiat trei ani la institut. Cu toate acestea, omul de știință nu a reușit să finalizeze această instituție din cauza situației financiare dificile. Dar acest lucru nu l-a împiedicat pe talentatul fizician să facă o serie de descoperiri utile. Astfel, în 1849, a obținut ecuații în termodinamică care descriu relația dintre energia mecanică și căldură. De asemenea, a realizat construcția teoriei mașinii cu abur și a dezvoltat principiile de bază care au stat la baza funcționării acestei unități. Aceste prevederi constituie procesulnumit după om de știință, ciclul Rankine.
Repere
Acest ciclu este o expresie teoretică a muncii proceselor termodinamice care au loc în timpul funcționării centralelor electrice cu abur în regim de repetiție. Putem distinge următoarele operații de bază incluse în acest ciclu:
- lichid se evaporă la presiune mare;
- molecule de apă în stare gazoasă se extind;
- aburul umed se condensează pe pereții vasului;
- presiunea fluidului crește (revine la valoarea inițială).
Se poate observa că randamentul termic pentru acest ciclu este direct proporțional cu temperatura inițială. De asemenea, eficiența acestui proces depinde de valorile presiunii și de indicele de stare termică la poziția de pornire și la ieșire.
Turbină cu abur
Această unitate este un motor termic care generează electricitate. Componentele principale ale acestei instalații pot fi reprezentate în următoarea listă:
- piesă mobilă, care constă dintr-un rotor și palete atașate la acesta;
- element staționar cu părți precum statorul și duzele.
Funcționarea instalației poate fi descrisă după cum urmează. Apa în stare gazoasă la temperatură și presiune ridicată este furnizată la duzele turbinei. Aici, la viteză supersonică, energia potențială a aburului este convertită în energie cinetică, iar particulele sunt puse în mișcare.pereche. Aceasta, la rândul său, creează un flux gazos care acționează asupra palelor turbinei. Rotirea acestor elemente face ca rotorul să se miște, în urma căruia se generează electricitate. Apoi, aburul se condensează și se instalează într-un recipient special de apă răcită, de unde lichidul este din nou forțat în schimbătorul de căldură. Astfel, operațiile se repetă, adică se realizează ciclul Rankine.
Acest principiu este utilizat în instalațiile de la centralele nucleare, se folosește și în exploatarea instalațiilor de turbine autonome pentru producerea energiei electrice. Această schemă este de departe cea mai eficientă și economică. Plantele pe bază de Rankine sunt distribuite în toată lumea.
