Αν και η τεχνολογική πρόοδος είναι πολύ γρήγορη,Μπορείτε συχνά να δείτε καταστάσεις στις οποίες οι σύγχρονες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν αρχές που ανακαλύφθηκαν κατά τους προηγούμενους αιώνες. Για παράδειγμα, ο κύκλος Rankine, ο οποίος εφευρέθηκε τον 19ο αιώνα, χρησιμοποιείται ακόμη και σε ατμοστρόβιλους.
Μεγάλος εφευρέτης
Ο κύκλος Rankine ανακαλύφθηκε από έναν σκωτσέζικο φυσικό καιμηχανικός που έζησε και εργάστηκε τον αιώνα πριν από το τελευταίο. Η εφεύρεση πήρε το όνομά της από αυτόν τον μεγάλο επιστήμονα, ο οποίος ήταν επίσης ένας από τους ιδρυτές της τεχνικής θερμοδυναμικής.
Ο Rankin William John γεννήθηκε το 1820 στην πόληΕδιμβούργο, όπου σπούδασε για τρία χρόνια στο ινστιτούτο. Ωστόσο, ο επιστήμονας δεν μπορούσε να ολοκληρώσει αυτό το ίδρυμα λόγω της δύσκολης οικονομικής κατάστασης. Αλλά αυτό δεν εμπόδισε τον ταλαντούχο φυσικό να κάνει μια σειρά χρήσιμων ανακαλύψεων. Έτσι, το 1849 έλαβε εξισώσεις στη θερμοδυναμική που περιγράφουν τη σχέση μεταξύ μηχανικής ενέργειας και θερμότητας. Κατασκεύασε επίσης τη θεωρία ενός ατμομηχανή και ανέπτυξε τις βασικές αρχές που αποτέλεσαν τη βάση για τη λειτουργία αυτής της μονάδας. Αυτές οι διατάξεις συνθέτουν τη διαδικασία, η οποία δόθηκε το όνομα προς τιμήν του επιστήμονα - του κύκλου Rankine.
Χαρακτηριστικά
Αυτός ο κύκλος είναι μια θεωρητική έκφρασητο έργο θερμοδυναμικών διεργασιών που συμβαίνουν κατά τη λειτουργία των ατμοηλεκτρικών σταθμών σε λειτουργία επανάληψης. Μπορούμε να διακρίνουμε τις ακόλουθες βασικές λειτουργίες που αποτελούν μέρος αυτού του κύκλου:
- το υγρό εξατμίζεται σε υψηλή πίεση ·
- μόρια νερού σε αέρια κατάσταση επεκτείνονται?
- υγρός ατμός συμπυκνώνεται στα τοιχώματα του δοχείου.
- αυξάνεται η πίεση υγρού (επιστρέφει στην αρχική του τιμή).
Μπορεί να σημειωθεί ότι η θερμική απόδοση για αυτόο κύκλος είναι σε άμεση αναλογία με την αρχική θερμοκρασία. Επίσης, η αποτελεσματικότητα αυτής της διαδικασίας καθορίζεται από τις τιμές πίεσης και τον δείκτη της θερμικής κατάστασης στην αρχική θέση και στην έξοδο.
Στρόβιλος ατμού
Αυτή η μονάδα είναι ένας κινητήρας θερμότητας, ως αποτέλεσμα της οποίας παράγεται ηλεκτρισμός. Οι κύριοι κόμβοι αυτής της εγκατάστασης μπορούν να αναπαρασταθούν στην ακόλουθη λίστα:
- ένα κινητό μέρος, το οποίο αποτελείται από έναν ρότορα και τις λεπίδες που συνδέονται με αυτό.
- ένα σταθερό στοιχείο που έχει εξαρτήματα όπως στάτορα και ακροφύσια.
Η λειτουργία της εγκατάστασης μπορεί να χαρακτηριστεί ως εξήςτρόπος. Νερό σε αέρια κατάσταση σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση παρέχεται στο ακροφύσιο του στροβίλου. Εδώ, με υπερηχητική ταχύτητα, η πιθανή ενέργεια του ατμού μετατρέπεται σε κινητική, ενώ τα σωματίδια του ατμού τίθενται σε κίνηση. Αυτό, με τη σειρά του, δημιουργεί ένα αέριο ρεύμα που δρα στις λεπίδες του στροβίλου. Η περιστροφή αυτών των στοιχείων προκαλεί την κίνηση του ρότορα, με αποτέλεσμα την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Στη συνέχεια, συμβαίνει συμπύκνωση ατμού και καθιερώνεται σε ειδικό δέκτη κρύου νερού, από όπου το υγρό αντλείται και πάλι στον εναλλάκτη θερμότητας. Έτσι, πραγματοποιείται η επανάληψη των λειτουργιών, δηλαδή ο κύκλος Rankine.
Αυτή η αρχή χρησιμοποιείται σε εγκαταστάσεις στιςπυρηνικών σταθμών παραγωγής ενέργειας, χρησιμοποιείται επίσης στη λειτουργία αυτόνομων εγκαταστάσεων στροβίλων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό το σχέδιο είναι μακράν το πιο αποτελεσματικό και οικονομικό. Οι εγκαταστάσεις που λειτουργούν σύμφωνα με τις αρχές της Rankine διανέμονται παγκοσμίως.
