Ingawa maendeleo ya kiteknolojia ni ya haraka sana, ni kawaida kuona hali ambapo mimea ya leo hutumia kanuni ambazo ziligunduliwa katika karne zilizopita. Kwa mfano, mzunguko wa Rankine, ambao ulivumbuliwa katika karne ya 19, bado unatumika katika mitambo ya stima hadi leo.
Mvumbuzi mzuri
Mzunguko wa Rankine uligunduliwa na mwanafizikia na mhandisi wa Uskoti ambaye aliishi na kufanya kazi katika karne iliyopita. Uvumbuzi huo ulipewa jina la mwanasayansi huyu mkubwa, ambaye pia alikuwa mmoja wa waanzilishi wa thermodynamics ya kiufundi.
Rankine William John alizaliwa mwaka 1820 katika jiji la Edinburgh, ambapo alisoma kwa miaka mitatu katika taasisi hiyo. Walakini, mwanasayansi huyo alishindwa kukamilisha taasisi hii kwa sababu ya hali ngumu ya kifedha. Lakini hii haikumzuia mwanafizikia mwenye vipawa kufanya uvumbuzi kadhaa muhimu. Kwa hiyo, mwaka wa 1849, alipata equations katika thermodynamics inayoelezea uhusiano kati ya nishati ya mitambo na joto. Pia alifanya ujenzi wa nadharia ya injini ya mvuke na kuendeleza kanuni za msingi ambazo ziliunda msingi wa uendeshaji wa kitengo hiki. Vifungu hivi vinaunda mchakatojina lake baada ya mwanasayansi, mzunguko wa Rankine.
Vivutio
Mzunguko huu ni usemi wa kinadharia wa kazi ya michakato ya halijoto inayotokea wakati wa uendeshaji wa mitambo ya kuzalisha nishati ya mvuke katika hali ya kurudia. Tunaweza kutofautisha shughuli za kimsingi zifuatazo zilizojumuishwa katika mzunguko huu:
- kioevu huvukiza kwa shinikizo la juu;
- molekuli za maji katika hali ya gesi hupanuka;
- mvuke unyevu unaganda kwenye kuta za chombo;
- shinikizo la maji huongezeka (hurudi kwa thamani asili).
Inaweza kuzingatiwa kuwa ufanisi wa joto katika mzunguko huu unalingana moja kwa moja na halijoto ya awali. Pia, ufanisi wa mchakato huu unategemea maadili ya shinikizo na faharisi ya hali ya joto kwenye nafasi ya kuanzia na wakati wa kutoka.
Turbine ya mvuke
Kitengo hiki ni injini ya kuongeza joto inayozalisha umeme. Vipengee vikuu vya usakinishaji huu vinaweza kuwakilishwa katika orodha ifuatayo:
- sehemu inayosonga, ambayo ina rota na blade zilizounganishwa nayo;
- kipengee kisichosimama chenye sehemu kama vile stator na nozzles.
Uendeshaji wa mtambo unaweza kuelezewa kama ifuatavyo. Maji katika hali ya gesi kwenye joto la juu na shinikizo hutolewa kwa nozzles za turbine. Hapa, kwa kasi ya juu zaidi, nishati inayoweza kutokea ya mvuke inabadilishwa kuwa nishati ya kinetic, na chembe zinawekwa kwenye mwendo.jozi. Hii, kwa upande wake, huunda mtiririko wa gesi ambao hufanya kazi kwenye vile vile vya turbine. Mzunguko wa mambo haya husababisha rotor kusonga, kama matokeo ya ambayo umeme hutolewa. Ifuatayo, mvuke huunganishwa, na hukaa kwenye kipokezi maalum cha maji kilichopozwa, kutoka ambapo kioevu kinalazimishwa tena kwenye mchanganyiko wa joto. Kwa hivyo, shughuli zinarudiwa, yaani, mzunguko wa Rankine unafanywa.
Kanuni hii hutumika katika usakinishaji kwenye vinu vya kuzalisha nishati ya nyuklia, pia hutumika katika uendeshaji wa mitambo inayojiendesha ya turbine kwa ajili ya uzalishaji wa umeme. Mpango huu ni kwa ufanisi zaidi na wa kiuchumi. Mimea inayotegemea Rankine inasambazwa kote ulimwenguni.
