हालांकि तकनीकी प्रगति बहुत तेज है, ऐसी स्थितियों को देखना आम बात है जहां आज के पौधे उन सिद्धांतों का उपयोग करते हैं जो पिछली शताब्दियों में खोजे गए थे। उदाहरण के लिए, रैंकिन चक्र, जिसका आविष्कार 19वीं शताब्दी में हुआ था, आज भी भाप टर्बाइनों में उपयोग किया जाता है।
महान आविष्कारक
रैंकिन चक्र की खोज एक स्कॉटिश भौतिक विज्ञानी और इंजीनियर ने की थी, जो पिछली सदी में रहते थे और काम करते थे। आविष्कार का नाम इस महान वैज्ञानिक के नाम पर रखा गया था, जो तकनीकी थर्मोडायनामिक्स के संस्थापकों में से एक थे।
रैंकिन विलियम जॉन का जन्म 1820 में एडिनबर्ग शहर में हुआ था, जहां उन्होंने संस्थान में तीन साल तक अध्ययन किया। हालांकि, कठिन वित्तीय स्थिति के कारण वैज्ञानिक इस संस्था को पूरा करने में विफल रहे। लेकिन इसने प्रतिभाशाली भौतिक विज्ञानी को कई उपयोगी खोज करने से नहीं रोका। इस प्रकार, 1849 में, उन्होंने यांत्रिक ऊर्जा और गर्मी के बीच संबंध का वर्णन करते हुए थर्मोडायनामिक्स में समीकरण प्राप्त किए। उन्होंने भाप इंजन के सिद्धांत का निर्माण भी किया और बुनियादी सिद्धांतों को विकसित किया जो इस इकाई के संचालन के लिए आधार बने। ये प्रावधान प्रक्रिया का गठन करते हैंवैज्ञानिक के नाम पर, रैंकिन चक्र।
हाइलाइट
यह चक्र रिपीटिशन मोड में स्टीम पावर प्लांट के संचालन के दौरान होने वाली थर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं के काम की एक सैद्धांतिक अभिव्यक्ति है। हम इस चक्र में शामिल निम्नलिखित बुनियादी कार्यों में अंतर कर सकते हैं:
- तरल उच्च दाब पर वाष्पित हो जाता है;
- गैसीय अवस्था में पानी के अणुओं का विस्तार होता है;
- नम भाप बर्तन की दीवारों पर संघनित होती है;
- द्रव दबाव बढ़ जाता है (मूल मान पर वापस आ जाता है)।
यह ध्यान दिया जा सकता है कि इस चक्र की तापीय क्षमता प्रारंभिक तापमान के सीधे आनुपातिक है। साथ ही, इस प्रक्रिया की दक्षता प्रारंभिक स्थिति और निकास पर दबाव मूल्यों और थर्मल स्टेट इंडेक्स पर निर्भर करती है।
भाप टरबाइन
यह इकाई एक ऊष्मा इंजन है जो बिजली उत्पन्न करती है। इस संस्थापन के मुख्य घटकों को निम्नलिखित सूची में दर्शाया जा सकता है:
- चलने वाला भाग, जिसमें एक रोटर और उससे जुड़े ब्लेड होते हैं;
- स्टेटर और नोजल जैसे भागों के साथ स्थिर तत्व।
संयंत्र के संचालन को इस प्रकार वर्णित किया जा सकता है। उच्च तापमान और दबाव पर गैसीय अवस्था में पानी टरबाइन नोजल को आपूर्ति की जाती है। यहाँ, सुपरसोनिक गति से, भाप की स्थितिज ऊर्जा गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, और कण गति में सेट हो जाते हैंजोड़ा। यह बदले में, एक गैसीय प्रवाह बनाता है जो टरबाइन ब्लेड पर कार्य करता है। इन तत्वों के घूमने से रोटर गति करता है, जिसके परिणामस्वरूप बिजली उत्पन्न होती है। अगला, भाप संघनित होता है, और यह एक विशेष ठंडा पानी रिसीवर में बस जाता है, जहां से तरल को फिर से हीट एक्सचेंजर में मजबूर किया जाता है। इस प्रकार, संचालन दोहराया जाता है, अर्थात रैंकिन चक्र किया जाता है।
इस सिद्धांत का उपयोग परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में प्रतिष्ठानों में किया जाता है, इसका उपयोग बिजली के उत्पादन के लिए स्वायत्त टरबाइन प्रतिष्ठानों के संचालन में भी किया जाता है। यह योजना अब तक की सबसे कुशल और किफायती है। रैंकिन आधारित पौधे पूरी दुनिया में वितरित किए जाते हैं।
