Obwohl der technologische Fortschritt sehr schnell ist, kommt es häufig vor, dass die heutigen Pflanzen Prinzipien verwenden, die in den vergangenen Jahrhunderten entdeckt wurden. So wird beispielsweise der im 19. Jahrhundert erfundene Rankine-Prozess noch heute in Dampfturbinen verwendet.
Großartiger Erfinder
Der Rankine-Zyklus wurde von einem schottischen Physiker und Ingenieur entdeckt, der im vorletzten Jahrhundert lebte und arbeitete. Die Erfindung wurde nach diesem großen Wissenschaftler benannt, der auch einer der Begründer der technischen Thermodynamik war.
Rankine William John wurde 1820 in der Stadt Edinburgh geboren, wo er drei Jahre am Institut studierte. Der Wissenschaftler scheiterte jedoch an der Vollendung dieser Einrichtung aufgrund der schwierigen finanziellen Situation. Dies hinderte den begabten Physiker jedoch nicht daran, eine Reihe nützlicher Entdeckungen zu machen. So erhielt er 1849 Gleichungen in der Thermodynamik, die die Beziehung zwischen mechanischer Energie und Wärme beschreiben. Er führte auch den Aufbau der Theorie der Dampfmaschine durch und entwickelte die Grundprinzipien, die die Grundlage für den Betrieb dieser Einheit bildeten. Diese Bestimmungen bilden den Prozessbenannt nach dem Wissenschaftler, dem Rankine-Zyklus.
Highlights
Dieser Zyklus ist ein theoretischer Ausdruck der Arbeit thermodynamischer Prozesse, die beim Betrieb von Dampfkraftwerken im Wiederholungsmodus auftreten. Wir können die folgenden grundlegenden Operationen unterscheiden, die in diesem Zyklus enth alten sind:
- Flüssigkeit verdampft unter hohem Druck;
- Wassermoleküle im gasförmigen Zustand dehnen sich aus;
- feuchter Dampf kondensiert an den Gefäßwänden;
- Flüssigkeitsdruck steigt (kehrt zum ursprünglichen Wert zurück).
Es kann festgestellt werden, dass der thermische Wirkungsgrad für diesen Zyklus direkt proportional zur Anfangstemperatur ist. Auch die Effizienz dieses Prozesses hängt von den Druckwerten und dem thermischen Zustandsindex an der Startposition und am Ausgang ab.
Dampfturbine
Diese Einheit ist eine Wärmekraftmaschine, die Strom erzeugt. Die Hauptkomponenten dieser Installation können in der folgenden Liste dargestellt werden:
- beweglicher Teil, der aus einem Rotor und daran befestigten Blättern besteht;
- stationäres Element mit Teilen wie Stator und Düsen.
Der Betrieb der Anlage lässt sich wie folgt beschreiben. Den Turbinendüsen wird Wasser in gasförmigem Zustand bei hoher Temperatur und hohem Druck zugeführt. Hier wird mit Überschallgeschwindigkeit die potentielle Energie des Dampfes in kinetische Energie umgewandelt und Partikel in Bewegung versetztPaar. Dadurch entsteht wiederum eine Gasströmung, die auf die Turbinenschaufeln einwirkt. Die Drehung dieser Elemente bewirkt, dass sich der Rotor bewegt, wodurch Strom erzeugt wird. Als nächstes kondensiert der Dampf und setzt sich in einem speziellen Kühlwasserbehälter ab, von wo aus die Flüssigkeit erneut in den Wärmetauscher gedrückt wird. Somit werden die Operationen wiederholt, d. h. der Rankine-Zyklus wird ausgeführt.
Dieses Prinzip wird in Anlagen von Kernkraftwerken verwendet, es wird auch beim Betrieb von autonomen Turbinenanlagen zur Stromerzeugung verwendet. Dieses Schema ist bei weitem das effizienteste und wirtschaftlichste. Rankine-basierte Pflanzen sind auf der ganzen Welt verbreitet.
