Rankineov ciklus: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
Nema sažetka uređivanja |
Nema sažetka uređivanja |
||
Redak 2:
'''Rankineov ciklus''' je [[Termodinamika|termodinamički]] kružni proces koji ulaznu [[toplina|toplinu]] pretvara u [[mehanički rad]]. Proces se odvija između dvaju toplinskih spremnika, a [[radni medij]], koji je uglavnom [[voda]], vraća se u svoje početno stanje nakon niza termodinamičkih procesa s čime je jedan [[ciklus]] završen. Ovaj proces je od izuzetne važnosti jer se njime proizvodi oko 80% [[Električna energija|električne energije]] na cijelom svijetu. Naziv je dobio po Škotskom inženjeru i fizičaru Williamu Johnu Macquornu Rankineu.
==Opis
Rankineov ciklus radi po modelu [[Toplinski stroj|toplinskih strojeva]]. Koristi se za dobivanje mehaničkog rada koji se najčešće pretvara u električnu energiju, pa je tako ovaj ciklus osnovni model rada [[Termoelektrana|termoelektrana]] i [[Nuklearna elektrana|nuklearnih elektrana]].
Za Rankineov ciklus se može reći da je to [[Carnotov ciklus|Carnotov ciklus]] u praksi jer su principi rada isti. Osnovne razlika je to što se procesi dovođenja i odvođenja topline u Rankineovom ciklusu odvijaju [[Izobarni proces|izobarno]], dok se teoretskom Carnotovom ciklusu ti procesi odvijaju [[Izotermni proces|izotermno]]. [[Pumpa|Pumpa]] se kod Rankineovog ciklusa koristi za podizanje [[Tlak|tlaka]] [[Kapljevina|kapljevini]], a kod Carnotovog ciklusa se [[Komprimiranje|komprimira]] [[Plin|plin]]. To je ujedno i jedna od glavnih prednosti za provođenje [[Termodinamički kružni proces|termodinamičkog kružnog procesa]] u praksi, budući da podizanje tlaka kapljevini zahtjeva vrlo malo [[Energija|energije]] u odnosu na komprimiranje plina. Nakon [[Kondenzacija|kondenzacije]] vodene pare, pumpa koja podiže tlak kapljevitoj vodi troši približno 1% do 3% snage [[Turbina|turbine]] i tako omogućava veći stupanj djelovanja stvarnog ciklusa.
Stupanj djelovanja Rankineovog procesa ovisi o temperaturama dovođenja i odvođenja topline, a ograničen je maksimalnim temperaturam koje materijali mogu podnijeti i kritičnom točkom radnog medija. Najveću prepreku predstavlja temperatura odvođenja topline, tj. temperatura rashladnog spremnika koja je određena temperaturom okoline. Stupanj djelovanja Rankineovog ciklusa je oko 40%, dok je teoretski stupanj djelovanja Carnotovog ciklusa oko 60%. Ulazne temperature u [[Parna turbina|parnu turbinu]] iznose oko 565°C i to je maksimum, dok ulazne temperature za plinske turbine iznose oko 1500°C, ali unatoč tome imaju približno jednake stupnjeve djelovanja.
Radni medij, odnosno voda, prolazi tijekom ciklusa kroz niz promjena te se ponovno koristi u procesu. [[Vodena para|Vodena para]] koja se često može vidjeti kako se izdiže iz
==Procesi u Rankineovom ciklusu==
Komponente osnovnog Rankineovog ciklusa kao osnovnog modela parne elektrane su: [[Parni kotao|Parni kotao]], turbina, [[Kondenzator|kondenzator]] i pumpa.
Postoje četiri osnovna procesa u Rankineovom ciklusu, koji su označeni na dijagramu desno.
*'''Proces 1-2''': Voda se [[Izentropski proces|izentropski]] tlači na visoki tlak koji odgovara tlaku koji vlada u parnom kotlu.
*'''Proces 2-3''': U parnom kotlu se pri konstantnom tlaku voda zagrijava vrućim dimnim plinovima, nastalim od određenog goriva, od stanja pothlađene kapljevine do stanja suhozasićene pare.
*'''Proces 3-4''': [[Suhozasićena vodena para|Suhozasićena vodena para]] nakon izlaska iz kotla ulazi u turbinu gdje izentropski ekspandira pri čemu proizvodi mehanički rad.
*'''Proces 4-1''': Nakon izlaska iz turbine, nastala [[Zasićena vodena para|zasićena (mokra)]] para ulazi u kondenzator gdje se pri konstantnom tlaku hladi i kondenzira do stanja [[Vrela kapljevina|vrele kapljevine]] nakon čega je spremna za ulazak u pumpu i time je ciklus završen.
{{mrva-fiz}}
| |||