Iako je tehnološki napredak veoma brz, uobičajeno je vidjeti situacije u kojima današnje biljke koriste principe koji su otkriveni u prošlim stoljećima. Na primjer, Rankineov ciklus, koji je izumljen u 19. vijeku, i danas se koristi u parnim turbinama.
Veliki izumitelj
Renkinov ciklus je otkrio škotski fizičar i inženjer koji je živeo i radio u pretprošlom veku. Izum je dobio ime po ovom velikom naučniku, koji je bio i jedan od osnivača tehničke termodinamike.
Rankine William John rođen je 1820. godine u gradu Edinburgu, gdje je studirao tri godine na institutu. Međutim, naučnik nije uspio da završi ovu instituciju zbog teške finansijske situacije. Ali to nije spriječilo nadarenog fizičara da napravi niz korisnih otkrića. Tako je 1849. godine dobio jednadžbe u termodinamici koje opisuju odnos između mehaničke energije i topline. Izveo je i konstrukciju teorije parne mašine i razvio osnovne principe koji su činili osnovu za rad ove jedinice. Ove odredbe čine procesnazvan po naučniku, Rankineov ciklus.
Istaknuto
Ovaj ciklus je teorijski izraz rada termodinamičkih procesa koji se dešavaju tokom rada termoelektrana u režimu ponavljanja. Možemo razlikovati sljedeće osnovne operacije uključene u ovaj ciklus:
- tečnost isparava pod visokim pritiskom;
- molekuli vode u gasovitom stanju se šire;
- vlažna para se kondenzira na zidovima posude;
- pritisak tečnosti se povećava (vraća se na prvobitnu vrijednost).
Može se primetiti da je toplotna efikasnost za ovaj ciklus direktno proporcionalna početnoj temperaturi. Takođe, efikasnost ovog procesa zavisi od vrednosti pritiska i indeksa termičkog stanja na početnoj poziciji i na izlazu.
Parna turbina
Ova jedinica je toplotni motor koji proizvodi električnu energiju. Glavne komponente ove instalacije mogu se predstaviti na sljedećoj listi:
- pokretni dio, koji se sastoji od rotora i lopatica pričvršćenih na njega;
- stacionarni element sa dijelovima kao što su stator i mlaznice.
Rad postrojenja se može opisati na sljedeći način. Voda u gasovitom stanju na visokoj temperaturi i pritisku se dovodi u mlaznice turbine. Ovdje, pri nadzvučnoj brzini, potencijalna energija pare se pretvara u kinetičku energiju, a čestice se pokrećupar. To zauzvrat stvara plinoviti tok koji djeluje na lopatice turbine. Rotacija ovih elemenata uzrokuje pomicanje rotora, uslijed čega se stvara električna energija. Zatim se para kondenzira i taloži u posebnom prijemniku ohlađene vode, odakle se tečnost ponovo potiskuje u izmjenjivač topline. Dakle, operacije se ponavljaju, odnosno izvodi se Rankinov ciklus.
Ovaj princip se koristi u postrojenjima u nuklearnim elektranama, a koristi se iu radu autonomnih turbinskih instalacija za proizvodnju električne energije. Ova shema je daleko najefikasnija i najekonomičnija. Biljke na bazi Rankina distribuiraju se po cijelom svijetu.
