Lankide:Maya Nogales/Proba orria

Rankine Zikloa

Rankine zikloa lurrunarekin lan egiten duen zikloa da, eta zentral termoelektrikoetan erabiltzen da. Ziklo termodinamikoa da, beroa lan bihurtzea helburu duena, eta potentzia-zikloa osatzen du. Beste edozein potentzia-zikloren moduan, haren eraginkortasuna foku termiko berberen artean jarduten duen Carnot ziklo baten eraginkortasun termodinamikoak mugatzen du (Termodinamikaren Bigarren Printzipioak ezartzen du gehieneko muga). William John Macquorn Rankine ingeniari eta fisikari eskoziarrari zor zaio izena.

Prozesua

Rankine zikloa lurrunezko zentral termiko batean gertatzen den prozesu termodinamikoaren potentzia adierazgarriaren ziklo bat da. Lan-fluido bat erabiltzen du, txandaka lurruntzen eta kondentsatzen duena, ura, normalean (beste substantzia mota batzuk ere erabil daitezke Rankine ziklo organikoetan).

Galdara batean ura berotzen da lurrundu arte eta lurrunaren presioa igotzen da. Turbina batera eramaten da, eta bertan energia zinetikoa sortzen da, presioa galtzearen kontura. Kondentsadore baterantz jarraitzen du, eta han lurrun-hondarra likido-egoerara pasatzen da, presioa igoko dion ponpa batean sartu ahal izateko, eta ostean, berriz ere galdaran sartu ahal izateko.

Rankineren zikloa, sarritan, presio-bolumenaren diagrama batean (pV diagrama) eta telefonoa-entropia diagrama batean (Ts diagrama) irudikatzen da.

Presio-bolumenaren diagrama batean grafikatzen denean, prozesu isobarikoek gasarentzako lerro isobarikoak jarraitzen dituzte (lerro horizontalak), prozesu adiabatikoak lerro horizontal horien eta zikloaren ibilbide osoak mugatutako eremuaren artean mugitzen dira, ziklo batean egin daitekeen lan osoa adierazten dute.

Zikloaren T-s diagrama

Tenperatura-entropia diagrama (Ts diagrama) bertan, egoera termodinamikoa puntu baten bidez zehazten da, ardatz horizontal gisa, entropia espezifikoa (k) duen grafiko batean, eta tenperatura absolutua (T) ardatz bertikal gisa. Ts diagramak tresna erabilgarria eta arrunta dira, bereziki prozesu batean zehar bero-transferentzia bistaratzen laguntzen duelako. Prozesu itzulgarrietarako (idealetarako), prozesu baten Ts kurbaren azpiko eremua prozesu horretan zehar sistemara transferitutako beroa da. Honako prozesu hauek ditugu ziklo idealerako (barne-prozesu itzulgarriak).

• 
  T-s diagrama

• 1-2. prozesua: Lan-fluidoaren hedapen isoentropikoa turbinan, galdararen presiotik kondentsadorearen presioraino. Lurrun-turbina batean egiten da eta haren ardatzean potentzia sortzen da.

• 2-3 prozesua: Beroa presio konstantean transmititzea lan-fluidotik hozte-zirkuitura, lan-fluidoa likido asearen egoerara iritsi dadin. Kondentsadore batean egiten da (bero-trukagailua), idealki karga-galerarik gabe.

• 3-4 prozesua: Lan-fluido likidoaren konpresio isoentropikoa, ponpa baten bidez, eta horrek potentzia-kontsumoa dakar. Lan-fluidoaren presioa handitu egiten da galdarako presio-balioraino.

• 4-1 prozesua: Galdarako presio konstanteko lan-fluidora bero-transmisioa. Prozesuaren lehen tarte batean, laneko fluidoa asetasun-tenperaturaraino berotzen da; gero, likido-lurrun fasearen aldaketa gertatzen da, eta, azkenik, gainberotutako lurruna lortzen da. Presio altuko lurrun gainberotu hori erabiltzen du turbinak zikloaren potentzia sortzeko (zikloaren potentzia garbia ponpak kontsumitutakoa kenduz lortzen da, baina hori oso txikia izaten da konparazioan eta gutxietsi egiten da).

Aldagaiak

• Sarrerako potentzia termikoa (energia denbora-unitateko)
• 

• Emandako edo xurgatutako potentzia mekanikoa (energia denbora-unitateko)
• 

• Emari masikoa (masa, denbora-unitateko)
• 

• Zikloaren errendimendu termikoa (zikloak sortutako potentziaren eta galdaran hornitutako potentzia termikoaren arteko erlazioa, adimentsionala)
• 

• Zikloaren egoera nagusien entalpia espezifikoak
• 
• 
• 
• 

Ekuazioak

Lehenengo lau ekuazioetako bakoitza energia-balantzetik eta kontrol-bolumen baterako masa-balantzetik lortzen da. Bosgarren ekuazioak zikloaren eraginkortasun termodinamikoa edo errendimendu termikoa deskribatzen du, eta irteerako potentziaren eta sarrerako potentzia termikoaren arteko erlazioa da.

• 
• 
• 
• 
• 

Ikus, gainera

• Gas naturala
• Termodinamika

Bibliografia

• https://sites.google.com/site/mariajosediestrocalderon/ciclo-rankine

• https://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Rankine
• http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-tic/21700290/helvia/aula/archivos/repositorio/0/44/html/rankine.html