Selvom den teknologiske udvikling er meget hurtig, er det almindeligt at se situationer, hvor nutidens planter bruger principper, der blev opdaget i tidligere århundreder. For eksempel bruges Rankine-cyklussen, som blev opfundet i det 19. århundrede, stadig i dampturbiner i dag.
Fantastisk opfinder
Rankine-cyklussen blev opdaget af en skotsk fysiker og ingeniør, der levede og arbejdede i århundredet før sidste. Opfindelsen blev opkaldt efter denne store videnskabsmand, som også var en af grundlæggerne af teknisk termodynamik.
Rankine William John blev født i 1820 i byen Edinburgh, hvor han studerede i tre år på instituttet. Imidlertid lykkedes det ikke videnskabsmanden at fuldføre denne institution på grund af den vanskelige økonomiske situation. Men det forhindrede ikke den begavede fysiker i at gøre en række nyttige opdagelser. Således opnåede han i 1849 ligninger i termodynamik, der beskriver forholdet mellem mekanisk energi og varme. Han udførte også konstruktionen af teorien om dampmaskinen og udviklede de grundlæggende principper, der dannede grundlaget for driften af denne enhed. Disse bestemmelser udgør processenopkaldt efter videnskabsmanden, Rankine-cyklussen.
Højdepunkter
Denne cyklus er et teoretisk udtryk for arbejdet med termodynamiske processer, der forekommer under driften af dampkraftværker i gentagelsestilstand. Vi kan skelne mellem følgende grundlæggende operationer inkluderet i denne cyklus:
- væske fordamper ved højt tryk;
- vandmolekyler i gasform udvider sig;
- fugtig damp kondenserer på karrets vægge;
- væsketrykket stiger (vender tilbage til den oprindelige værdi).
Det kan bemærkes, at den termiske effektivitet for denne cyklus er direkte proportional med starttemperaturen. Effektiviteten af denne proces afhænger også af trykværdierne og det termiske tilstandsindeks ved startpositionen og ved udgangen.
Dampturbine
Denne enhed er en varmemotor, der genererer elektricitet. Hovedkomponenterne i denne installation kan være repræsenteret i følgende liste:
- bevægelig del, som består af en rotor og knive fastgjort til den;
- stationært element med dele såsom stator og dyser.
Anlæggets drift kan beskrives som følger. Vand i gasform ved høj temperatur og tryk tilføres turbinedyserne. Her omdannes dampens potentielle energi ved overlydshastighed til kinetisk energi, og partikler sættes i bevægelsepar. Dette skaber igen en gasstrøm, der virker på turbinebladene. Rotationen af disse elementer får rotoren til at bevæge sig, hvilket resulterer i, at der genereres elektricitet. Derefter kondenserer dampen, og den sætter sig i en speciel kølevandsbeholder, hvorfra væsken igen presses ind i varmeveksleren. Således gentages operationerne, dvs. Rankine-cyklussen udføres.
Dette princip bruges i installationer på atomkraftværker, det bruges også i driften af autonome turbineanlæg til produktion af elektricitet. Denne ordning er langt den mest effektive og økonomiske. Rankine-baserede planter er distribueret over hele verden.