وتؤدي الديناميات الحرارية دورا حاسما في تشغيل التوربينات المستخدمة في نظم توليد الطاقة ودفعها، ودورتان أساسيتان هما دورة رانكين وبرايتون، تصفان كيف تحول التوربينات الطاقة الحرارية إلى عمل ميكانيكي، ويساعد فهم هذه الدورات في تحقيق الكفاءة والأداء في مجال التربين.

"السيكل الرانكي"

وتُستخدم دورة الراكين في المقام الأول في محطات توليد الطاقة البخارية، وهي تشمل تحويل المياه إلى بخار، مما يقود توربينة لتوليد الكهرباء، وتتألف الدورة من أربع عمليات رئيسية هي: المياه الصالحة للشرب، وتوسيع البخار في التربين، وتكثيف البخار في الماء، وضخ المياه إلى المغلي.

وتتوقف الكفاءة في دورة الراكين على الفرق في درجة الحرارة بين مصدر الحرارة والوعة، وتشمل التحسينات إعادة تسخين البخار وتسخين المياه العذبة لتعظيم استخراج الطاقة.

"عُلم "برايتون

وتُستخدم دورة برايتون في التوربينات الغازية ومحركات الطائرات، وهي تشمل الضغط الجوي، وإضافة الحرارة إلى الضغط المستمر، ثم توسيع الغازات الساخنة من خلال توربينات لإنتاج العمل، وتتألف الدورة من عمليات الضغط والحرق والتوسع والعادم.

تركيز التحسينات على الكفاءة على زيادة درجة حرارة التوربين والحد من فقدان الضغط، بساطة الدورة تجعلها مناسبة لتطبيقات عالية السرعة و عالية الطاقة.

مقارنة الدورات

  • وتستخدم دورة الرانكين تغيراً تدريجياً (بعوضة إلى بخار)، في حين أن دورة برايتون لا تنطوي إلا على غازات.
  • وشبكة رانكين مشتركة في محطات الطاقة الحرارية؛ وبرايتون نموذجي في محركات الطائرات والتربينات الغازية.
  • وتتوقف الكفاءة على اختلاف درجات الحرارة؛ وتحسن درجات الحرارة بشكل عام الأداء.
  • وتهدف كلتا الدورتين إلى تحقيق أقصى قدر من ناتج العمل مع التقليل إلى أدنى حد من خسائر الطاقة.