Ačkoli technologický pokrok je velmi rychlý, je běžné vidět situace, kdy dnešní rostliny využívají principy, které byly objeveny v minulých staletích. Například Rankinův cyklus, který byl vynalezen v 19. století, se v parních turbínách používá dodnes.
Skvělý vynálezce
Rankinův cyklus objevil skotský fyzik a inženýr, který žil a pracoval v předminulém století. Vynález byl pojmenován po tomto skvělém vědci, který byl také jedním ze zakladatelů technické termodynamiky.
Rankine William John se narodil v roce 1820 ve městě Edinburgh, kde tři roky studoval na institutu. Tuto instituci se však vědci nepodařilo dokončit kvůli složité finanční situaci. To ale nadanému fyzikovi nezabránilo v řadě užitečných objevů. Tak v roce 1849 získal termodynamické rovnice popisující vztah mezi mechanickou energií a teplem. Provedl také konstrukci teorie parního stroje a vypracoval základní principy, které tvořily základ pro provoz tohoto agregátu. Tato ustanovení tvoří procespojmenovaný po vědci, Rankinův cyklus.
Highlights
Tento cyklus je teoretickým vyjádřením práce termodynamických procesů probíhajících při provozu parních elektráren v režimu opakování. Můžeme rozlišit následující základní operace zahrnuté v tomto cyklu:
- kapalina se odpařuje při vysokém tlaku;
- molekuly vody v plynném stavu expandují;
- vlhká pára kondenzuje na stěnách nádoby;
- tlak kapaliny se zvyšuje (vrací se na původní hodnotu).
Je možné poznamenat, že tepelná účinnost pro tento cyklus je přímo úměrná počáteční teplotě. Také účinnost tohoto procesu závisí na hodnotách tlaku a indexu tepelného stavu ve výchozí poloze a na výstupu.
Parní turbína
Tato jednotka je tepelný stroj, který vyrábí elektřinu. Hlavní součásti této instalace mohou být uvedeny v následujícím seznamu:
- pohyblivá část, která se skládá z rotoru a k němu připojených lopatek;
- stacionární prvek s částmi, jako je stator a trysky.
Provoz zařízení lze popsat následovně. Do trysek turbíny je přiváděna voda v plynném stavu o vysoké teplotě a tlaku. Zde se při nadzvukové rychlosti přeměňuje potenciální energie páry na kinetickou energii a částice se uvádějí do pohybupár. To zase vytváří proudění plynu, které působí na lopatky turbíny. Rotace těchto prvků způsobuje pohyb rotoru, v důsledku čehož vzniká elektřina. Dále pára kondenzuje a usazuje se ve speciálním zásobníku chlazené vody, odkud je kapalina opět vytlačována do výměníku tepla. Operace se tedy opakují, to znamená, že se provede Rankinův cyklus.
Tento princip se využívá v zařízeních jaderných elektráren, využívá se také při provozu autonomních turbínových zařízení na výrobu elektřiny. Toto schéma je zdaleka nejúčinnější a nejúspornější. Rostliny na bázi Rankine jsou distribuovány po celém světě.
