Kuigi tehnoloogiline areng on väga kiire, on levinud olukordi, kus tänapäeva taimed kasutavad eelmiste sajandite jooksul avastatud põhimõtteid. Näiteks Rankine'i tsükkel, mis leiutati 19. sajandil, on auruturbiinides kasutusel tänapäevalgi.
Suurepärane leiutaja
Rankine'i tsükli avastas šoti füüsik ja insener, kes elas ja töötas üle-eelmisel sajandil. Leiutis sai nime selle suure teadlase järgi, kes oli ka üks tehnilise termodünaamika rajajaid.
Rankine William John sündis 1820. aastal Edinburghi linnas, kus ta õppis instituudis kolm aastat. Seda asutust aga teadlasel raske rahalise olukorra tõttu lõpetada ei õnnestunud. Kuid see ei takistanud andekat füüsikut tegemast mitmeid kasulikke avastusi. Nii sai ta 1849. aastal termodünaamikas võrrandid, mis kirjeldavad mehaanilise energia ja soojuse vahelisi seoseid. Samuti koostas ta aurumasina teooria ja töötas välja põhiprintsiibid, mis olid selle agregaadi töö aluseks. Need sätted moodustavad protsessiTeadlase järgi nime saanud Rankine'i tsükkel.
Esiletõstud
See tsükkel on teoreetiline väljendus termodünaamiliste protsesside tööst, mis toimuvad auruelektrijaamade töötamise ajal kordusrežiimis. Saame eristada järgmisi selles tsüklis sisalduvaid põhitoiminguid:
- vedelik aurustub kõrgel rõhul;
- gaasilises olekus veemolekulid laienevad;
- niiske aur kondenseerub anuma seintele;
- vedeliku rõhk tõuseb (naaseb algse väärtuse).
Võib märkida, et selle tsükli soojustõhusus on otseselt võrdeline algtemperatuuriga. Samuti sõltub selle protsessi tõhusus rõhu väärtustest ja termilise oleku indeksist lähteasendis ja väljumisel.
Auruturbiin
See seade on soojusmasin, mis toodab elektrit. Selle installi põhikomponendid on esitatud järgmises loendis:
- liikuv osa, mis koosneb rootorist ja selle külge kinnitatud labadest;
- statsionaarne element osadega, nagu staator ja düüsid.
Jaama tööd saab kirjeldada järgmiselt. Turbiini düüsidesse juhitakse kõrge temperatuuri ja rõhuga gaasilises olekus vett. Siin muundatakse ülehelikiirusel auru potentsiaalne energia kineetiliseks energiaks ja osakesed pannakse liikumapaar. See omakorda tekitab gaasilise voolu, mis mõjub turbiini labadele. Nende elementide pöörlemine paneb rootori liikuma, mille tulemusena tekib elekter. Järgmisena aur kondenseerub ja see settib spetsiaalsesse jahutatud vee vastuvõtjasse, kust vedelik surutakse uuesti soojusvahetisse. Seega toiminguid korratakse, st viiakse läbi Rankine'i tsükkel.
Seda põhimõtet kasutatakse tuumaelektrijaamade seadmetes, seda kasutatakse ka autonoomsete turbiiniseadmete töös elektri tootmiseks. See skeem on kõige tõhusam ja ökonoomsem. Rankine'i taimi levitatakse üle kogu maailma.