Въпреки че технологичният прогрес е много бърз, често се срещат ситуации, в които днешните растения използват принципи, открити през миналите векове. Например цикълът на Ранкин, който е изобретен през 19-ти век, все още се използва в парните турбини днес.
Велик изобретател
Цикълът на Ранкин е открит от шотландски физик и инженер, който е живял и работил през предминалия век. Изобретението е кръстено на този велик учен, който е и един от основателите на техническата термодинамика.
Ранкин Уилям Джон е роден през 1820 г. в град Единбург, където учи три години в института. Въпреки това ученият не успява да завърши тази институция поради тежката финансова ситуация. Но това не попречи на талантливия физик да направи редица полезни открития. Така през 1849 г. той получава уравнения в термодинамиката, описващи връзката между механичната енергия и топлината. Той също така извършва изграждането на теорията на парната машина и разработва основните принципи, които формират основата за работата на този агрегат. Тези разпоредби представляват процесакръстен на учения цикъл на Ранкин.
Акценти
Този цикъл е теоретичен израз на работата на термодинамичните процеси, протичащи при работа на парни електроцентрали в режим на повторение. Можем да различим следните основни операции, включени в този цикъл:
- течността се изпарява при високо налягане;
- молекулите на водата в газообразно състояние се разширяват;
- влажна пара кондензира по стените на съда;
- налягането на течността се увеличава (връща се към първоначалната стойност).
Може да се отбележи, че топлинната ефективност за този цикъл е право пропорционална на първоначалната температура. Също така ефективността на този процес зависи от стойностите на налягането и индекса на топлинното състояние в началната позиция и на изхода.
Парова турбина
Този уред е топлинен двигател, който генерира електричество. Основните компоненти на тази инсталация могат да бъдат представени в следния списък:
- подвижна част, която се състои от ротор и остриета, прикрепени към него;
- стационарен елемент с части като статор и дюзи.
Работата на централата може да бъде описана по следния начин. Към дюзите на турбината се подава вода в газообразно състояние при висока температура и налягане. Тук при свръхзвукова скорост потенциалната енергия на парата се преобразува в кинетична енергия и частиците се привеждат в движениедвойка. Това от своя страна създава газообразен поток, който действа върху лопатките на турбината. Въртенето на тези елементи предизвиква движение на ротора, в резултат на което се генерира електричество. След това парата кондензира и се утаява в специален приемник за охладена вода, откъдето течността отново се изтласква в топлообменника. Така операциите се повтарят, тоест се изпълнява цикълът на Ранкин.
Този принцип се използва в инсталации в атомни електроцентрали, използва се и при експлоатацията на автономни турбинни инсталации за производство на електроенергия. Тази схема е най-ефективната и икономична. Растенията на базата на Rankine се разпространяват по целия свят.
