Hoci technologický pokrok je veľmi rýchly, je bežné vidieť situácie, keď dnešné rastliny využívajú princípy, ktoré boli objavené v minulých storočiach. Napríklad Rankinov cyklus, ktorý bol vynájdený v 19. storočí, sa v parných turbínach používa dodnes.
Skvelý vynálezca
Rankinov cyklus objavil škótsky fyzik a inžinier, ktorý žil a pracoval v predminulom storočí. Vynález bol pomenovaný po tomto veľkom vedcovi, ktorý bol tiež jedným zo zakladateľov technickej termodynamiky.
Rankine William John sa narodil v roku 1820 v meste Edinburgh, kde tri roky študoval na inštitúte. Túto inštitúciu sa však vedcovi nepodarilo dobudovať pre ťažkú finančnú situáciu. To však nezabránilo nadanému fyzikovi urobiť množstvo užitočných objavov. Tak v roku 1849 získal rovnice v termodynamike popisujúce vzťah medzi mechanickou energiou a teplom. Uskutočnil aj konštrukciu teórie parného stroja a vypracoval základné princípy, ktoré tvorili základ prevádzky tohto agregátu. Tieto ustanovenia tvoria procespomenovaný po vedcovi, Rankinov cyklus.
Highlights
Tento cyklus je teoretickým vyjadrením práce termodynamických procesov prebiehajúcich pri prevádzke parných elektrární v režime opakovania. Môžeme rozlíšiť nasledujúce základné operácie zahrnuté v tomto cykle:
- kvapalina sa vyparuje pri vysokom tlaku;
- molekuly vody v plynnom stave expandujú;
- vlhká para kondenzuje na stenách nádoby;
- tlak kvapaliny sa zvyšuje (vracia sa na pôvodnú hodnotu).
Je možné poznamenať, že tepelná účinnosť pre tento cyklus je priamo úmerná počiatočnej teplote. Účinnosť tohto procesu tiež závisí od hodnôt tlaku a indexu tepelného stavu vo východiskovej polohe a na výstupe.
Parná turbína
Táto jednotka je tepelný motor, ktorý vyrába elektrinu. Hlavné komponenty tejto inštalácie môžu byť zastúpené v nasledujúcom zozname:
- pohyblivá časť, ktorá pozostáva z rotora a k nemu pripojených lopatiek;
- stacionárny prvok s časťami, ako je stator a trysky.
Prevádzku zariadenia možno opísať nasledovne. Do trysiek turbíny sa privádza voda v plynnom stave s vysokou teplotou a tlakom. Tu sa pri nadzvukovej rýchlosti premieňa potenciálna energia pary na kinetickú energiu a častice sa uvádzajú do pohybupár. To zase vytvára prúdenie plynov, ktoré pôsobí na lopatky turbíny. Rotácia týchto prvkov spôsobuje pohyb rotora, v dôsledku čoho vzniká elektrina. Potom para kondenzuje a usadzuje sa v špeciálnom prijímači chladenej vody, odkiaľ je kvapalina opäť vytláčaná do výmenníka tepla. Operácie sa teda opakujú, to znamená, že sa vykonáva Rankinov cyklus.
Tento princíp sa využíva v zariadeniach v jadrových elektrárňach, využíva sa aj pri prevádzke autonómnych turbínových zariadení na výrobu elektriny. Táto schéma je zďaleka najefektívnejšia a najhospodárnejšia. Rastliny založené na Rankine sú distribuované po celom svete.
