چرخه رانکین: چیە؟ (ئایدێالی بەڕێوەبەر ئەمەش + وێنەی T-s)

Rankine Cycle çi ye?

Rankine Cycle di navberên xebitînê de bir karîna mekanîkî e ku li serdarên xebitînê da ku bi naverokên bûyerî yên tûrbinên bûyerî ya wergerandinê te reyên binerokan ên bûyerê bigihin. Pêşbazên sereke yên Rankine Cycle ji bo tûrbinên bûyerî yên wergerandin, pempa boiler, condenser statîk û boiler hatine.

Boiler bi kerdiyê li ser agahiyên tûrbin bûyerê bigihin.

Tûrbin exhaust bi reyekî derve û axial flow condenser yê wergerandin bûyerê bigihin û bi pempa boiler dera boiler digerin.

Ev dikare bi piştguh kirina cihazek da ku li serdara xebitînê were bikin bêtir bibin.

Serdar Xebitîn

Guhertina elektrîk bi serdaran xebitîn bi virkirina karkirînên wekheviya karkirînên coal, lignite, diesel, heavy furnace oil bi destpêkirina berdest û maliyê. Şema rêyan serdaran xebitîn di jêr:

Hemî serdara xebitîn di navendan sub-sistemên jêrîn de hate pargirtin.

• Sub-sistem A: Serdara xebitîn (Turbine, Condenser, Pump, Boiler) bi destpêkirina guhertina elektrîk.

• Sub-sistem B: Stack/chimney, ji ku gazên wergerandin hêza herêm dera.

• Sub-sistem C: Jenerator elektrîk bi destpêkirina wergêrindina enerjiyê mekanîkî bi elektrîk.

• Sub-sistem D: Sistemê bûyerî yên dinamik bi destpêkirina bûyerî yên wergerandin ên condenser û guherandina fâzes bûyerê bi liquid (condensate).

Ewê bi serdaran xebitîn da ku bi serdaran Rankine Cycle re têkilin.

Çend pir lêgerên praktîkî yên li serdaran Carnot di serdaran Rankine Cycle de hate sedexandin.

Serdar Rankine Ideal

Li serdaran xebitîn, eger îro zivacî yên serdaran xebitîn bi navendan komponentên xebitîn bi tevahî û dropa presiyonê ya frictional, ew serdar Rankine Ideal neqde.

Serdar Rankine serdar operasyonî a xebetîn yên hemî yên ku zivacî yên serdaran xebitîn destpêkirin vêjin fâsên wan ji liquid bi vapor û paşê ve.

Diagrams (p-h) û (T-s) bi destpêkirina têkilin bi serdaran Rankine Cycle re bikin:

1-2-3 Isobaric Heat Transfer ane Constant pressure heat addition in a boiler

Boiler di navendan heat exchanger mezin de ku fuelên heat liberating wekî coal, lignite, an oil bi tevahî û indirect water di boiler de bi tevahî û constant pressure re bûyerê bigihin. Water di boiler de ji pempa boiler derê bi compressed liquid state-1 û bi temperaturey saturation re di T-s diagram de state-3 re hatiye.

Energy balance in the boiler is or energy added in a steam generator,
qin= h3-h1

3-4 Isentropic Expansion ane Isentropic expansion in a turbine

Vapor ji derê boiler outlet tûrbin re bi state 3 derê, ku bi isentropically over the turbine fixed and moving blade expand bikin û work done bi form of mechanical rotation of the turbine shaft, which is connected to the electrical generator.
Work delivered by the turbine (Neglecting heat transfer with the surroundings)
Wturbine out= h3-h4

4-5 Isobaric Heat Rejection ane Constant pressure heat rejection in a condenser

Bi state-4, vapor enters the condenser. The change of phase occurs as vapor is condensed to liquid at constant-pressure in the condenser by transferring the steam’s heat to the circulating water flow through the tubes of the condenser. Change of phase occurs in the condenser, and the working fluid leaving the condenser is in a liquid state and marked as point 5.
Energy rejected in the condenser, qout= h4-h5

5-1 Isentropic Compression ane Isentropic compression in a pump

Water exits the condenser at state 5 and enters the pump. This pump raises the pressure of the water by imparting work during the processes. In units of smaller size and low specific volume, this small work can be neglected compared to the work-output of a steam turbine.
Work was done on the pump per kg of water, W51= h5-h1.

The thermal efficiency of the Rankine cycle is given by: