थर्मोडायनामिक्स बिजली उत्पादन और प्रणोदन प्रणालियों में इस्तेमाल टर्बाइनों के संचालन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। दो बुनियादी चक्र, रैंकिन और ब्रेटन चक्र, वर्णन करते हैं कि कैसे टर्बाइनों ने गर्मी ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में परिवर्तित किया है। इन चक्रों को समझना टरबाइन दक्षता और प्रदर्शन को अनुकूलित करने में मदद करता है।

रैंकिन साइकिल

रैंकिन चक्र मुख्य रूप से भाप बिजली संयंत्रों में प्रयोग किया जाता है। इसमें भाप में पानी का रूपांतरण शामिल है, जो तब बिजली उत्पन्न करने के लिए एक टरबाइन को चलाता है। चक्र में चार मुख्य प्रक्रियाएं होती हैं: उबलते पानी, टरबाइन में भाप का विस्तार, भाप को पानी में वापस संघनित करना और बॉयलर में पानी को वापस पंप करना।

रैंकिन चक्र में क्षमता गर्मी स्रोत और सिंक के बीच तापमान अंतर पर निर्भर करती है। सुधारों में ऊर्जा निष्कर्षण को अधिकतम करने के लिए भाप और पुनर्योजी फ़ीडवाटर हीटिंग को फिर से गरम करना शामिल है।

ब्रेटन चक्र

ब्रेटन चक्र का उपयोग गैस टरबाइन और जेट इंजन में किया जाता है। इसमें हवा को कंप्रेस करना, निरंतर दबाव में गर्मी जोड़ना और फिर काम करने के लिए एक टरबाइन के माध्यम से गर्म गैसों का विस्तार करना शामिल है। चक्र में संपीड़न, दहन, विस्तार और निकास प्रक्रियाएं शामिल हैं।

दक्षता में सुधार टरबाइन इनलेट तापमान को बढ़ाने और दबाव हानि को कम करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं। चक्र की सादगी इसे उच्च गति, उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है।

चक्र की तुलना

  • रैंकिन चक्र चरण परिवर्तन (वाष्प के लिए तरल) का उपयोग करता है, जबकि ब्रेटन चक्र में केवल गैसें शामिल हैं।
  • स्टेनियम थर्मल पावर प्लांट्स में आम है; ब्रेटन जेट इंजन और गैस टरबाइन में विशिष्ट है।
  • दक्षता तापमान में अंतर पर निर्भर करती है; उच्च तापमान आम तौर पर प्रदर्शन में सुधार करते हैं।
  • दोनों चक्रों का उद्देश्य ऊर्जा हानि को कम करते हुए कार्य उत्पादन को अधिकतम करना है।