Rankinov cikel: Razlika med redakcijama
Izbrisana vsebina Dodana vsebina
Brez povzetka urejanja |
Procesi |
||
Vrstica 11:
Delovna tekočina v Rankinovem ciklu kroži. Vodna para, ki se pogosto vali iz termoelektrarn, nastaja v hladilnih sistemih in ne v Rankinovem ciklu in predstavlja odpadno toploto, ki izhaja iz sistema in je na shemi in grafu T/S označena s Q<sub>out</sub>. Hladilni stolpi delujejo kot ogromni toplotni izmenjevalci, ki absorbirajo latentno izparilno toploto delovne tekočine. [[Voda]] je zelo primerna zato, ker je kemično stabilna, ni strupena, dostopna v velikih količinah, poceni in ne nazadnje zaradi njenih termodinamskih lastnosti. S kondenziranjem delovne pare na izhodu iz turbine njen tlak pade, zato so za napajanje kotla potrebne visokozlačne [[Črpalka|črpalke]], ki porabijo samo 1-3% moči turbine in s tem prispevajo k višjemu izkoristku. Pričakovali bi, da imajo plinske turbine zaradi visokih vstopnih temperatur (okoli 1500°C) mnogo višje izkoristke, vendar so ti primerljivi z izkoristki velikih parnih sistemov.
==Procesi v Rankinovem ciklu==
[[Slika:Rankine cycle Ts.png|thumb|center|500px|Graf T/S ([[temperatura]]/[[entropija]]) tipičnega Rankinovega cikla, ki deluje pri tlakih 0,06-50 bar; na levi strani zvonaste krivulje je tekočina, na desni pa plin (nasičena para v ravnotežju s tekočino)]]
V Rankinovem ciklu potekajo štirje procesi. Na grafu so oštevilčeni in označeni z rjavo barvo:
'''• Proces 1-2:''' Delovna tekočina z nizkim tlakom se črpa v parni kotel z visokim tlakom. Ker je tekočina v tekočem [[Agregatno stanje|agregatnem stanju]], se za črpanje porabi malo energije.
'''• Proces 2-3:''' Tekočina se vbrizga v parni kotel, v katerem se pri konstantnem tlaku z dovajanjem toplote segreje in upari do nasičene pare. Za to potrebna toplota se lahko izračuna grafično iz grafa entalpija-entropija (graf H-S ali Mollierov diagram) ali numerično iz parnih tabel.
'''• Proces 3-4:''' Suha nasičena para [[Adiabatna sprememba|adiabatno ekspandira]] v parni turbini in proizvaja delo. Temperatura in tlak pare padeta, pri čemer lahko del pare kondenzira. Učinek tega procesa se izračuna iz že omenjenih grafov in tabel.
'''• Proces 4-1:''' Mokra para vstopi v kondenzator, v katerem se pri konstantnem tlaku utekočini.
V idealnem Rankinovem ciklu morata bitu turbina in črpalka izentropni, se pravi da ne proizvajata nobene entropije in zato povečata neto učinka procesa. Če bi bila procesa 1-2 in 3-4 na grafu T/S prikazana z vertikalnima daljicama, bi bil proces zelo podoben [[Carnotova krožna sprememba|Carnotovemu ciklu]]. Prikazani Rankinov cikel preprečuje, da bi para po ekspanziji v turbini končala v pregretem področju,<ref name=ref1>Canada, Scott; G. Cohen; R. Cable; D. Brosseau; H. Price (oktober 2004). ''Parabolic Trough Organic Rankine Cycle Solar Power Plant'' (PDF). 2004 DOE Solar Energy Technologies. Denver, Colorado: US Department of Energy NREL. Pridobljeno 17. marca 2009.</ref> kar zmanjša energijo, ki jo odvedejo kondenzatorji.
Realni cikel vodne pare se razlikuje od idealnega Rankinovega cikla zaradi nepovratnosti procesov, ki jih povzročajo notranje [[trenje]] v tekočini in oddajanje toplote v okolico. Notranje trenje povzroči padec tlaka v parnem kotlu, kondenzatorju in cevovodih med komponentami sistema. Posledica notranjega trenja je manjši tlak pare na izstopu iz parnega kotla, kot bi pričakovali. Toplotne izgube zmanjšujejo izkoristek procesa, ker mora biti za enak učinek temperatura pare višja.
==Sklici==
| |||