Razlika između parnog motora i parne turbine

Steam Engine vs parna turbina

Iako parni stroj i parna turbina koriste veliku latentnu toplinu isparavanja pare za snagu, glavna razlika je maksimalni broj okretaja u minuti ciklusa snage koji bi obojica mogli osigurati. Postoji ograničenje broja ciklusa u minuti koje može osigurati povratni klip s pogonom na paru, svojstveno njegovom dizajnu.

Parni motori u lokomotivama obično imaju klip dvostrukog djelovanja s parama koja se nakupljaju na obje strane. Klip je potpomognut klipom spojenim s poprečnom glavom. Poprečna glava je dalje pričvršćena na šipku za upravljanje ventila. Ventili služe za opskrbu parom, kao i za ispuštanje korištene pare. Snaga motora stvorena s klipnim klipom pretvara se u rotacijsko gibanje i prenosi se na pogonske šipke i spojne šipke koje pokreću kotače.

U turbinama postoje konstrukcije krilca sa čelikom za pokretanje rotacijskog pokreta s protokom pare. Moguće je identificirati tri glavna tehnološka dostignuća, koja parne turbine čine učinkovitijim na parnim strojevima. Oni su smjer protoka pare, svojstva čelika koji se koristi za proizvodnju turbina lopatica i metoda proizvodnje "natkritične pare".

Suvremena tehnologija koja se koristi za pravac i oblik protoka pare je sofisticiranija u usporedbi sa starom tehnologijom perifernog protoka. Uvođenje izravnog udara pare s lopaticama pod kutom koji stvara malo ili gotovo nikakav otpor na leđa daje maksimalnu energiju pare za rotacijsko kretanje lopatica turbine.

Nadkritična para nastaje pritiskom na normalnu paru tako da su molekule vode prisiljene na točku da opet postaje poput tekućine, zadržavajući plinska svojstva; ovo ima izvrsnu energetsku učinkovitost u usporedbi s normalnom vrućom parom.

Ova dva tehnološka dostignuća ostvarena su korištenjem visokokvalitetnih čelika za proizvodnju krilca. Dakle, bilo je moguće pokretati turbine pri većim brzinama, izdržavajući visoki tlak nadkritične pare za istu količinu energije kao i tradicionalna snaga pare bez pucanja ili čak oštećenja lopatica.

Nedostaci turbina su: mali omjer okretaja, koji su pogoršanje performansi uz smanjenje tlaka pare ili protoka, sporo pokretanje, što je izbjegavanje toplinskih udara u tankim čeličnim lopaticama, veliki kapitalni troškovi i visoki kvaliteta pare zahtjevna obrada dovodne vode.

Glavni nedostatak parnog stroja je njegovo ograničenje brzine i niska učinkovitost. Normalna djelotvornost parnih motora je oko 10 - 15%, a najnoviji motori mogu raditi sa mnogo većom učinkovitošću, oko 35% uz uvođenje kompaktnih generatora pare i održavanje motora u stanju bez ulja, čime se povećava vijek trajanja tekućine.

U malim sustavima parni stroj preferira se parnim turbinama, jer učinkovitost turbina ovisi o kvaliteti pare i velikoj brzini. Ispuh parnih turbina je na vrlo visokoj temperaturi, a samim tim i niskoj toplinskoj učinkovitosti.

Uz visoke cijene goriva koje se koriste za motore s unutarnjim izgaranjem, trenutno je vidljivo ponovno rođenje parnih motora. Parni motori su vrlo dobri u obnavljanju otpadne energije iz mnogih izvora, uključujući ispušne parne turbine. Otpadna toplina parne turbine koristi se u elektranama kombiniranog ciklusa. Nadalje omogućava ispuštanje otpadne pare kao ispušnih i na vrlo niskim temperaturama.