Rankinový cyklus pro parní turbínu

Ačkoli technologický pokrok je velmi rychlý, člověk často vidí situace, kdy moderní principy používají principy, které byly objeveny v minulých stoletích. Například Rankine cyklus, který byl vynalezen v 19. století, se používá pro práci parní turbíny a teď.

Velký vynálezce

Rankinův cyklus objevil skotský fyzik a inženýr, který žil a pracoval před posledním stoletím. Vynález byl pojmenován po tomto velkém vědci, který byl také jedním ze zakladatelů technické termodynamiky.

Rankin William John se narodil v roce 1820 ve městě Edinburgh, kde studoval na Institutu tři roky. Vědec však tuto instituci nedokončil kvůli ztížené finanční situaci. To ale nezabránilo nadanému fyzikovi v tom, aby uskutečnil řadu užitečných objevů. Tak v roce 1849 získal rovnice v termodynamice, popisující vztah mezi mechanickou energií a teplem. On také konstruoval teorii parního stroje a vyvinul základní principy, které podepíší práci této jednotky. Tato ustanovení představují proces, který dostal jméno na počest vědce, Rankinského cyklu.

Hlavní body

Tento cyklus je teoretickým vyjádřením práce termodynamických procesů, ke kterým dochází při provozu parních elektráren v režimu opakování. Je možné rozlišit takové základní operace, které jsou zahrnuty v tomto cyklu:

• kapalina se odpařuje při vysokém tlaku;
• molekuly vody v plynném stavu expandují;
• vlhká pára kondenzuje na stěnách nádoby;
• tlak kapaliny zvyšuje (návrat k původní hodnotě).

Je třeba poznamenat, že tepelná účinnost tohoto cyklu je přímo úměrná počáteční teplotě. Účinnost tohoto procesu je také určována hodnotami tlaku a indexem tepelného stavu v počáteční poloze a na výstupu.

Parní turbína

Toto zařízení je a tepelný motor, v důsledku čehož vzniká elektřina. Hlavní uzly této instalace lze zobrazit v následujícím seznamu:

• Pohyblivá část, která se skládá z rotoru a pevných lopatek;
• Stacionární prvek, který má takové součásti jako stator a trysky.

Tímto způsobem lze charakterizovat provoz zařízení. Voda v plynném stavu při vysoké teplotě a tlaku je přiváděna do turbínových trysek. Zde, při nadzvukové rychlosti, se potenciální energie páry mění na kinetickou energii, zatímco částice páry jsou poháněny. To zase vytváří plynný proud, který působí na lopatky turbíny. Rotace těchto prvků způsobuje pohyb rotoru, což vede k tvorbě elektrické energie. Pak dochází ke kondenzaci páry a usazuje se ve zvláštním přijímači chlazené vody, odkud je kapalina znovu přivedena do výměníku tepla. Tím dochází k opakování operací, tj. K Rankine cyklu.

Tento princip je používán v instalacích na jaderných elektrárnách, používá se také při provozu autonomních turbínových jednotek pro výroba elektřiny. Tento systém je zdaleka nejúčinnější a ekonomičtější. Zařízení, která pracují na principech Rankina, jsou distribuována po celém světě.