Rankine Cycle: यो के हो? (आदर्श विरुद्ध वास्तविक + T-s चित्र)

रैंकिन चक्र क्या है?

रैंकिन चक्र एक यांत्रिक चक्र है जो बिजली संयंत्रों में आमतौर पर भाप टर्बाइन के माध्यम से भाप की दबाव ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए उपयोग किया जाता है। रैंकिन चक्र के प्रमुख घटकों में घूर्णन भाप टर्बाइन, बॉइलर पंप, स्थिर शीतक, और बॉइलर शामिल हैं।

बॉइलर टर्बाइन की शक्ति उत्पादन की आवश्यकताओं के अनुसार आवश्यक दबाव और तापमान पर भाप के लिए पानी को गर्म करने के लिए उपयोग किया जाता है।

टर्बाइन का निष्कासन रेडियल या अक्षीय प्रवाह शीतक में भेजा जाता है जहाँ भाप को तरल में परिवर्तित किया जाता है और फिर बॉइलर पंपों के माध्यम से बॉइलर में वापस भेजा जाता है ताकि फिर से गर्म किया जा सके।

यदि हम एक कदम पीछे हटें और समझें कि एक आम बिजली संयंत्र चक्र कैसा दिखता है, तो यह अधिक समझ में आ सकता है।

आम बिजली संयंत्र चक्र

भाप चक्र बिजली संयंत्रों में उपयोग किया जाता है जिसमें कोयला, लिग्नाइट, डीजल, भारी फर्नेस तेल जैसे ईंधन का उपयोग किया जाता है, जो उपलब्धता और लागत पर निर्भर करता है। भाप शक्ति चक्र का प्रवाह योजना नीचे दिया गया है:

पूरे बिजली संयंत्र को निम्नलिखित उप-सिस्टमों में विभाजित किया जा सकता है।

• उप-सिस्टम A: बिजली संयंत्र (टर्बाइन, शीतक, पंप, बॉइलर) के मुख्य घटकों के रूप में शक्ति उत्पादन के लिए वर्गीकृत।

• उप-सिस्टम B: ऐसा चिमनी, जहाँ से अपशिष्ट गैसें वायुमंडल में निकाली जाती हैं।

• उप-सिस्टम C: यह एक विद्युत जनरेटर के रूप में वर्गीकृत है जो यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है।

• उप-सिस्टम D: यह शीतक में निष्कासित भाप की ऊष्मा को अवशोषित करने वाला शीतल जल सिस्टम के रूप में वर्गीकृत है और भाप को तरल (तरलीकरण) में परिवर्तित करता है।

हम इस बिजली संयंत्र चक्र के भीतर वह उप-सिस्टम विश्लेषण करेंगे जो रैंकिन चक्र से संबंधित है।

कार्नोट चक्र से संबंधित कई व्यावहारिक सीमाएं रैंकिन चक्र में सुविधाजनक रूप से दूर की जा सकती हैं।

आदर्श रैंकिन चक्र

एक भाप चक्र में, यदि कार्य द्रव्य भाप चक्र के विभिन्न घटकों से गुजरता है बिना अप्रत्यावर्तनी और घर्षणीय दबाव गिरावट के, तो चक्र को आदर्श रैंकिन चक्र कहा जाता है।

रैंकिन चक्र उन सभी बिजली संयंत्रों के लिए मूल ऑपरेटिंग चक्र है जहाँ एक कार्य द्रव्य लगातार तरल से भाप में और इसके विपरीत अपना रासायनिक रूप बदलता रहता है।

(p-h) और (T-s) आरेख रैंकिन चक्र के कार्य को समझने में उपयोगी हैं, नीचे दिए गए विवरण के साथ:

1-2-3 इसोबारिक ऊष्मा स्थानांतरण या बॉइलर में नियत दबाव ऊष्मा योग

बॉइलर एक बड़ा ऊष्मा विनिमयक है जहाँ ऊष्मा देने वाला ईंधन जैसे कोयला, लिग्नाइट या तेल नियत दबाव पर निर्यातित रूप से पानी को गर्म करता है। पानी बॉइलर फीड पंप से बॉइलर में प्रवेश करता है और एक संपीड़ित तरल के रूप में स्थिति-1 में प्रवेश करता है और T-s आरेख में दिखाए गए स्थिति-3 में उत्तप्त होता है।

बॉइलर में ऊर्जा संतुलन या भाप उत्पादक में योग की गई ऊर्जा,
qin= h3-h1

3-4 आइसेंट्रोपिक विस्तार या टर्बाइन में आइसेंट्रोपिक विस्तार

बॉइलर के निर्गम से भाप टर्बाइन में स्थिति 3 पर प्रवेश करती है, जहाँ यह टर्बाइन के स्थिर और चलने वाले ब्लेड के ऊपर आइसेंट्रोपिक रूप से विस्तारित होती है और यांत्रिक घूर्णन के रूप में कार्य करती है, जो विद्युत जनरेटर से जुड़ा होता है।
टर्बाइन द्वारा दिया गया कार्य (परिवेश के साथ ऊष्मा ट्रांसफर को नगण्य मानते हुए)
Wturbine out= h3-h4

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