Iako je tehnološki napredak vrlo 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. stoljeću, i danas se koristi u parnim turbinama.
Veliki izumitelj
Rankinov ciklus otkrio je škotski fizičar i inženjer koji je živio i radio u pretprošlom stoljeću. Izum je dobio ime po ovom velikom znanstveniku, koji je također bio jedan od utemeljitelja tehničke termodinamike.
Rankine William John rođen je 1820. godine u gradu Edinburghu, gdje je studirao tri godine na institutu. Međutim, znanstvenik nije uspio dovršiti ovu instituciju zbog teške financijske situacije. Ali to nije spriječilo darovitog 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 parnog stroja i razvio osnovne principe koji su bili temelj za rad ove jedinice. Ove odredbe čine procesnazvan po znanstveniku, Rankineov ciklus.
Istaknuto
Ovaj ciklus je teorijski izraz rada termodinamičkih procesa koji se odvijaju tijekom rada termoelektrana u režimu ponavljanja. Možemo razlikovati sljedeće osnovne operacije uključene u ovaj ciklus:
- tekućina isparava pod visokim tlakom;
- molekule vode u plinovitom stanju se šire;
- vlažna para kondenzira se na stijenkama posude;
- pritisak tekućine raste (vraća se na izvornu vrijednost).
Može se primijetiti da je toplinska učinkovitost za ovaj ciklus izravno proporcionalna početnoj temperaturi. Također, učinkovitost ovog procesa ovisi o vrijednostima tlaka i indeksu toplinskog stanja na početnoj poziciji i na izlazu.
Parna turbina
Ova jedinica je toplinski stroj koji proizvodi električnu energiju. Glavne komponente ove instalacije mogu se predstaviti na sljedećem popisu:
- pokretni dio, koji se sastoji od rotora i lopatica pričvršćenih na njega;
- stacionarni element s dijelovima kao što su stator i mlaznice.
Rad postrojenja može se opisati na sljedeći način. Voda u plinovitom stanju pri visokoj temperaturi i tlaku dovodi se u mlaznice turbine. Ovdje se pri nadzvučnoj brzini potencijalna energija pare pretvara u kinetičku energiju, a čestice se pokrećupar. To zauzvrat stvara plinoviti protok 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 tekućina ponovno potiskuje u izmjenjivač topline. Dakle, operacije se ponavljaju, odnosno izvodi se Rankinov ciklus.
Ovaj princip se koristi u postrojenjima u nuklearnim elektranama, također se koristi u radu autonomnih turbinskih instalacija za proizvodnju električne energije. Ova shema je daleko najučinkovitija i najekonomičnija. Biljke na bazi Rankinea distribuiraju se diljem svijeta.
