მიუხედავად იმისა, რომ ტექნოლოგიური პროგრესი ძალიან სწრაფია, ხშირია სიტუაციების ნახვა, როდესაც დღევანდელი მცენარეები იყენებენ პრინციპებს, რომლებიც აღმოჩენილია გასულ საუკუნეებში. მაგალითად, რანკინის ციკლი, რომელიც გამოიგონეს მე-19 საუკუნეში, დღესაც გამოიყენება ორთქლის ტურბინებში.
დიდი გამომგონებელი
რანკინის ციკლი აღმოაჩინა შოტლანდიელმა ფიზიკოსმა და ინჟინერმა, რომელიც ცხოვრობდა და მოღვაწეობდა წინა საუკუნეში. გამოგონებას ეწოდა ამ დიდი მეცნიერის სახელი, რომელიც ასევე იყო ტექნიკური თერმოდინამიკის ერთ-ერთი ფუძემდებელი.
Rankine უილიამ ჯონი დაიბადა 1820 წელს ქალაქ ედინბურგში, სადაც ის სამი წლის განმავლობაში სწავლობდა ინსტიტუტში. თუმცა მეცნიერმა ეს დაწესებულება მძიმე ფინანსური მდგომარეობის გამო ვერ დაასრულა. მაგრამ ამან ხელი არ შეუშალა ნიჭიერ ფიზიკოსს არაერთი სასარგებლო აღმოჩენის გაკეთებაში. ამრიგად, 1849 წელს მან მიიღო თერმოდინამიკის განტოლებები, რომლებიც აღწერს მექანიკურ ენერგიასა და სითბოს შორის ურთიერთობას. მან ასევე ჩაატარა ორთქლის ძრავის თეორიის აგება და შეიმუშავა ძირითადი პრინციპები, რომლებიც საფუძვლად დაედო ამ განყოფილების მუშაობას. ეს დებულებები წარმოადგენს პროცესსმეცნიერის სახელობის რანკინის ციკლი.
მონიშვნები
ეს ციკლი არის თერმოდინამიკური პროცესების მუშაობის თეორიული გამოხატულება, რომელიც ხდება ორთქლის ელექტროსადგურების მუშაობის დროს განმეორების რეჟიმში. ჩვენ შეგვიძლია გამოვყოთ შემდეგი ძირითადი ოპერაციები, რომლებიც შედის ამ ციკლში:
- თხევადი ორთქლდება მაღალი წნევის დროს;
- აიროვან მდგომარეობაში წყლის მოლეკულები ფართოვდება;
- ტენიანი ორთქლი კონდენსირდება ჭურჭლის კედლებზე;
- სთხის წნევა იზრდება (უბრუნდება თავდაპირველ მნიშვნელობას).
შეიძლება აღინიშნოს, რომ ამ ციკლის თერმული ეფექტურობა პირდაპირპროპორციულია საწყისი ტემპერატურისა. ასევე, ამ პროცესის ეფექტურობა დამოკიდებულია წნევის მნიშვნელობებზე და თერმული მდგომარეობის ინდექსზე საწყის პოზიციაზე და გასასვლელში.
ორთქლის ტურბინა
ეს ერთეული არის სითბოს ძრავა, რომელიც გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას. ამ ინსტალაციის ძირითადი კომპონენტები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგ სიაში:
- მოძრავი ნაწილი, რომელიც შედგება როტორისა და მასზე დამაგრებული პირებისგან;
- სტაციონარული ელემენტი ნაწილებით, როგორიცაა სტატორი და საქშენები.
მცენარის ფუნქციონირება შეიძლება შემდეგნაირად იყოს აღწერილი. ტურბინის საქშენებს მიეწოდება წყალი აირისებრ მდგომარეობაში მაღალ ტემპერატურაზე და წნევაზე. აქ, ზებგერითი სიჩქარით, ორთქლის პოტენციური ენერგია გარდაიქმნება კინეტიკურ ენერგიად და ნაწილაკები მოძრაობენ.წყვილი. ეს, თავის მხრივ, ქმნის აირისებრ ნაკადს, რომელიც მოქმედებს ტურბინის პირებზე. ამ ელემენტების ბრუნვა იწვევს როტორის მოძრაობას, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ელექტროენერგია. შემდეგ, ორთქლი კონდენსირდება და ის წყდება სპეციალურ გაცივებულ წყლის მიმღებში, საიდანაც სითხე კვლავ იძულებით გადადის სითბოს გადამცვლელში. ამრიგად, ოპერაციები მეორდება, ანუ ტარდება რანკინის ციკლი.
ეს პრინციპი გამოიყენება ატომური ელექტროსადგურების დანადგარებში, ასევე გამოიყენება ელექტროენერგიის წარმოებისთვის ავტონომიური ტურბინის დანადგარების ექსპლუატაციაში. ეს სქემა ყველაზე ეფექტური და ეკონომიურია. რანკინზე დაფუძნებული მცენარეები გავრცელებულია მთელ მსოფლიოში.
