Nors technologijų pažanga labai sparti, dažnai pasitaiko situacijų, kai šiandieniniai augalai naudoja principus, kurie buvo atrasti praėjusiais šimtmečiais. Pavyzdžiui, Rankine ciklas, kuris buvo išrastas XIX amžiuje, ir šiandien naudojamas garo turbinose.
Puikus išradėjas
Rankino ciklą atrado škotų fizikas ir inžinierius, gyvenęs ir dirbęs praėjusiame amžiuje. Išradimas buvo pavadintas šio puikaus mokslininko, kuris taip pat buvo vienas iš techninės termodinamikos įkūrėjų, vardu.
Rankine'as Williamas Johnas gimė 1820 m. Edinburgo mieste, kur institute studijavo trejus metus. Tačiau baigti šios įstaigos mokslininkui nepavyko dėl sunkios finansinės padėties. Tačiau tai nesutrukdė gabiam fizikui padaryti daug naudingų atradimų. Taigi 1849 m. jis gavo termodinamikos lygtis, apibūdinančias mechaninės energijos ir šilumos ryšį. Jis taip pat atliko garo mašinos teorijos konstravimą ir sukūrė pagrindinius principus, kurie sudarė šio įrenginio veikimo pagrindą. Šios nuostatos sudaro procesąpavadintas mokslininko vardu Rankine ciklas.
Svarbiausi dalykai
Šis ciklas yra teorinė termodinaminių procesų, vykstančių garo jėgainėms veikiant kartotiniu režimu, darbo išraiška. Galime išskirti šias pagrindines operacijas, įtrauktas į šį ciklą:
- skystis išgaruoja esant aukštam slėgiui;
- dujinės būsenos vandens molekulės plečiasi;
- drėgni garai kondensuojasi ant indo sienelių;
- skysčio slėgis didėja (grįžta į pradinę vertę).
Pažymėtina, kad šio ciklo šiluminis efektyvumas yra tiesiogiai proporcingas pradinei temperatūrai. Be to, šio proceso efektyvumas priklauso nuo slėgio verčių ir šiluminės būsenos indekso pradinėje ir išėjimo vietoje.
Garų turbina
Šis įrenginys yra šilumos variklis, gaminantis elektros energiją. Pagrindiniai šio diegimo komponentai gali būti pateikti šiame sąraše:
- judančioji dalis, kurią sudaro rotorius ir prie jo pritvirtintos mentės;
- stacionarus elementas su tokiomis dalimis kaip statorius ir purkštukai.
Įrenginio veikimą galima apibūdinti taip. Aukštos temperatūros ir slėgio dujinės būsenos vanduo tiekiamas į turbinos purkštukus. Čia viršgarsiniu greičiu potencinė garų energija paverčiama kinetine energija, o dalelės pradeda judėtipora. Tai savo ruožtu sukuria dujų srautą, kuris veikia turbinos mentes. Dėl šių elementų sukimosi rotorius juda, dėl to susidaro elektros energija. Toliau garai kondensuojasi ir nusėda specialiame atšaldyto vandens imtuve, iš kurio skystis vėl stumiamas į šilumokaitį. Taigi operacijos kartojamos, tai yra, atliekamas Rankine ciklas.
Šis principas naudojamas atominių elektrinių įrenginiuose, jis taip pat naudojamas eksploatuojant autonominius turbinų įrenginius, gaminančius elektrą. Ši schema yra pati efektyviausia ir ekonomiškiausia. Rankino augalai platinami visame pasaulyje.
