Table of Contents
ترمودینامیک نقش مهمی در عملکرد توربین های مورد استفاده در تولید برق و سیستم های محرکه ایفا می کند.دو چرخه بنیادی، چرخه های رنین و Brayton، توصیف می کنند که چگونه توربین ها انرژی گرمایی را به کار مکانیکی تبدیل می کنند.
چرخه ی رنین
چرخه رنین در درجه اول در نیروگاه های بخار استفاده می شود، شامل تبدیل آب به بخار است که سپس یک توربین را برای تولید برق هدایت می کند. چرخه شامل چهار فرایند اصلی است: آب جوش، گسترش بخار در توربین، بخار تغلیظ به آب، و پمپاژ آب به دیگ بخار.
کارایی در چرخه رنین بستگی به تفاوت دما بین منبع گرما و سینک دارد.پیشرفت ها شامل بخار دوباره و گرمایش آب تغذیه بازسازی شده برای به حداکثر رساندن استخراج انرژی است.
چرخه Brayton
چرخه Brayton در توربین های گاز و موتورهای جت استفاده می شود، شامل فشرده سازی هوا، اضافه کردن گرما در فشار ثابت و سپس گسترش گازهای گرم از طریق توربین برای تولید کار است. چرخه شامل فشرده سازی، احتراق، گسترش و فرآیندهای اگزوز است.
بهبود کارایی بر افزایش دمای داخله توربین و کاهش ضررهای فشار تمرکز می کند. سادگی چرخه آن را برای برنامه های با سرعت بالا و با قدرت بالا مناسب می کند.
مقایسه چرخه ها
- چرخه رنین از تغییر فاز (به صورت مایع به بخار) استفاده می کند، در حالی که چرخه Brayton تنها شامل گازهای است.
- رنتون در نیروگاه های حرارتی رایج است؛ Brayton در موتورهای جت و توربین های گاز معمولی است.
- کارایی بستگی به تفاوت های دما دارد؛ درجه حرارت بالاتر به طور کلی عملکرد را بهبود می بخشد.
- هر دو چرخه هدف به حداکثر رساندن خروجی کار در حالی که به حداقل رساندن ضررهای انرژی است.