Sebbene il progresso tecnologico sia molto rapido,spesso puoi vedere situazioni in cui le installazioni moderne utilizzano principi scoperti nei secoli passati. Ad esempio, il ciclo Rankine, inventato nel XIX secolo, è ancora oggi utilizzato nelle turbine a vapore.
Grande inventore
Il ciclo di Rankine è stato scoperto da un fisico scozzese eingegnere che visse e operò nel XIX secolo. L'invenzione prende il nome da questo grande scienziato, che fu anche uno dei fondatori della termodinamica tecnica.
Rankin William John è nato nel 1820 in cittàEdimburgo, dove ha studiato per tre anni presso l'istituto. Tuttavia, lo scienziato non è riuscito a finire questa istituzione a causa della difficile situazione finanziaria. Ma questo non ha impedito al fisico di talento di fare una serie di utili scoperte. Così, nel 1849 ottenne equazioni in termodinamica che descrivono la relazione tra energia meccanica e calore. Ha anche realizzato la costruzione della teoria del motore a vapore e ha sviluppato i principi di base che hanno costituito la base per il funzionamento di questa unità. Queste disposizioni costituiscono il processo, a cui è stato dato il nome in onore dello scienziato: il ciclo Rankine.
In evidenza
Questo ciclo è un'espressione teoricalavoro dei processi termodinamici che si verificano durante il funzionamento delle centrali a vapore nella modalità di ripetizione. È possibile distinguere le seguenti operazioni di base incluse in questo ciclo:
- il liquido evapora ad alta pressione;
- le molecole d'acqua allo stato gassoso si espandono;
- il vapore umido si condensa sulle pareti della nave;
- la pressione del fluido aumenta (ritorna al valore originale).
Si può notare che l'efficienza termica per questociclo è direttamente proporzionale alla temperatura iniziale. Inoltre, l'efficacia di questo processo è dovuta ai valori della pressione e all'indicatore dello stato termico nella posizione iniziale e all'uscita.
Turbina a vapore
Questa unità è un motore termico che genera elettricità. I nodi principali di questa installazione possono essere rappresentati nel seguente elenco:
- la parte mobile, che consiste in un rotore e delle pale fissate su di esso;
- un elemento stazionario avente componenti come uno statore e ugelli.
Il funzionamento dell'impianto può essere caratterizzato come seguemodo. Agli ugelli della turbina viene fornita acqua allo stato gassoso ad alta temperatura e pressione. Qui, a velocità supersonica, l'energia potenziale del vapore viene convertita in energia cinetica e le particelle di vapore vengono messe in movimento. Questo, a sua volta, crea un flusso gassoso che agisce sulle pale della turbina. La rotazione di questi elementi costringe il rotore a muoversi, con conseguente generazione di elettricità. Quindi il vapore si condensa e si deposita in uno speciale ricevitore di acqua refrigerata, da dove il liquido viene nuovamente aspirato nello scambiatore di calore. Pertanto, le operazioni vengono ripetute, ovvero viene eseguito il ciclo Rankine.
Questo principio viene utilizzato nelle installazioni sucentrali nucleari, trova impiego anche nel funzionamento di centrali autonome a turbina per la produzione di energia elettrica. Questo schema è di gran lunga il più efficiente ed economico. Gli impianti che operano secondo i principi Rankine sono distribuiti in tutto il mondo.
