Tot i que el progrés tecnològic és molt ràpid, és habitual veure situacions on les plantes actuals utilitzen principis que es van descobrir en segles passats. Per exemple, el cicle Rankine, que es va inventar al segle XIX, encara s'utilitza avui dia a les turbines de vapor.
Gran inventor
El cicle Rankine va ser descobert per un físic i enginyer escocès que va viure i va treballar el segle anterior. L'invent va rebre el nom d'aquest gran científic, que també va ser un dels fundadors de la termodinàmica tècnica.
Rankine William John va néixer l'any 1820 a la ciutat d'Edimburg, on va estudiar durant tres anys a l'institut. No obstant això, el científic no va poder completar aquesta institució a causa de la difícil situació financera. Però això no va impedir que el dotat físic fes una sèrie de descobriments útils. Així, el 1849, va obtenir equacions en termodinàmica que descriuen la relació entre l'energia mecànica i la calor. També va dur a terme la construcció de la teoria de la màquina de vapor i va desenvolupar els principis bàsics que van constituir la base per al funcionament d'aquesta unitat. Aquestes disposicions constitueixen el procésrep el nom del científic, el cicle Rankine.
Destacats
Aquest cicle és una expressió teòrica del treball dels processos termodinàmics que es produeixen durant el funcionament de les centrals elèctriques de vapor en mode de repetició. Podem distingir les següents operacions bàsiques incloses en aquest cicle:
- el líquid s'evapora a alta pressió;
- molècules d'aigua en estat gasós s'expandeixen;
- vapor humit es condensa a les parets del vaixell;
- augmenta (torna al valor original).
La pressió del fluid
Es pot observar que l'eficiència tèrmica d'aquest cicle és directament proporcional a la temperatura inicial. A més, l'eficiència d'aquest procés depèn dels valors de pressió i de l'índex d'estat tèrmic a la posició inicial i a la sortida.
Turbina de vapor
Aquesta unitat és un motor tèrmic que genera electricitat. Els components principals d'aquesta instal·lació es poden representar a la llista següent:
- part mòbil, que consta d'un rotor i unes pales connectades a ella;
- element estacionari amb peces com ara estator i broquets.
El funcionament de la planta es pot descriure de la següent manera. L'aigua en estat gasós a alta temperatura i pressió es subministra als broquets de la turbina. Aquí, a velocitat supersònica, l'energia potencial del vapor es converteix en energia cinètica i les partícules es posen en moviment.parella. Això, al seu torn, crea un flux gasós que actua sobre les pales de la turbina. La rotació d'aquests elements fa que el rotor es mogui, com a conseqüència del qual es genera electricitat. A continuació, el vapor es condensa i s'instal·la en un recipient especial d'aigua refrigerada, des d'on el líquid torna a ser forçat a l'intercanviador de calor. Així, es repeteixen les operacions, és a dir, es realitza el cicle Rankine.
Aquest principi s'utilitza en instal·lacions de centrals nuclears, també s'utilitza en l'explotació d'instal·lacions de turbines autònomes per a la producció d'electricitat. Aquest esquema és, amb diferència, el més eficient i econòmic. Les plantes basades en Rankine es distribueixen per tot el món.
