Embora o progresso tecnológico seja muito rápido,muitas vezes você pode ver situações em que as instalações modernas usam princípios que foram descobertos nos séculos anteriores. Por exemplo, o ciclo Rankine, que foi inventado no século 19, ainda é usado em turbinas a vapor hoje.
Grande inventor
O ciclo Rankine foi descoberto por um físico escocês eengenheiro que viveu e trabalhou no século XIX. A invenção foi batizada em homenagem a este grande cientista, que também foi um dos fundadores da termodinâmica técnica.
Rankin William John nasceu em 1820 na cidadeEdimburgo, onde estudou por três anos no instituto. Porém, o cientista não conseguiu encerrar esta instituição devido à difícil situação financeira. Mas isso não impediu o talentoso físico de fazer uma série de descobertas úteis. Assim, em 1849, ele obteve equações em termodinâmica que descrevem a relação entre energia mecânica e calor. Ele também realizou a construção da teoria da máquina a vapor e desenvolveu os princípios básicos que formaram a base para o funcionamento desta unidade. Essas disposições constituem o processo, que recebeu o nome em homenagem ao cientista - o ciclo de Rankine.
Destaques
Este ciclo é uma expressão teóricatrabalho de processos termodinâmicos ocorridos durante a operação de usinas a vapor no modo de repetição. É possível distinguir as seguintes operações básicas incluídas neste ciclo:
- o líquido evapora em alta pressão;
- as moléculas de água em estado gasoso se expandem;
- o vapor úmido condensa nas paredes da embarcação;
- a pressão do fluido aumenta (retorna ao valor original).
Pode-se notar que a eficiência térmica para esteo ciclo está em proporção direta à temperatura inicial. Além disso, a eficácia deste processo se deve aos valores de pressão e ao indicador do estado térmico na posição inicial e na saída.
Turbina a vapor
Esta unidade é uma máquina térmica que gera eletricidade. Os principais nós desta instalação podem ser representados na seguinte lista:
- a parte móvel, que consiste em um rotor e pás fixadas nele;
- um elemento estacionário tendo componentes como um estator e bocais.
O funcionamento da instalação pode ser caracterizado como seguemaneira. Água em estado gasoso em alta temperatura e pressão é fornecida aos bicos da turbina. Aqui, em velocidade supersônica, a energia potencial do vapor é convertida em energia cinética e as partículas de vapor são postas em movimento. Isso, por sua vez, cria um fluxo gasoso que atua nas pás da turbina. A rotação desses elementos força o rotor a se mover, resultando na geração de eletricidade. Em seguida, o vapor condensa e se estabelece em um reservatório especial de água gelada, de onde o líquido é novamente puxado para o trocador de calor. Assim, as operações são repetidas, ou seja, o ciclo Rankine é realizado.
Este princípio é usado em instalações emusinas nucleares, também é utilizado na operação de usinas de turbinas autônomas para a produção de eletricidade. Este esquema é de longe o mais eficiente e econômico. As instalações que operam nos princípios Rankine são distribuídas em todo o mundo.
