Rankine Döngüsü Nedir?
Rankine Döngüsü, buhar gücü üretiminde kullanılan temel bir termodinamik çevrimdir. Özellikle termik santrallerde, ısı enerjisini mekanik işe dönüştürmek için kritik bir rol oynar.
Rankine Döngüsü, bir akışkanın (genellikle su) buharlaştırılıp türbinde genişletilerek iş üretmesi ve ardından yoğuşturularak pompalanması prensibine dayanan, sürekli çalışan bir termodinamik çevrimdir.
Adım adım çözümlü örnekler
Basit bir Rankine Döngüsü'nde, kazan girişindeki suyun entalpisi 200 kJ/kg, kazandan çıkan buharın entalpisi 2800 kJ/kg, türbinden çıkan buharın entalpisi 1900 kJ/kg ve yoğuşturucudan çıkan yoğuşuk akışkanın entalpisi 200 kJ/kg ise çevrimin termal verimliliğini hesaplayınız.
Verilen entalpi değerlerini formüldeki yerlerine yerleştirin: \eta_{th} = 1 - \frac{200 - 200}{2800 - 1900}Hesaplamayı yapın: \eta_{th} = 1 - \frac{0}{900} = 1Sonucu yorumlayın: Bu ideal bir durum olup, gerçek çevrimlerde verimlilik daha düşüktür.Bir termik santralde kullanılan Rankine Döngüsü'nde, kazan 3000 kJ/kg ısı girdisi sağlarken, yoğuşturucuda 1200 kJ/kg ısı atılmaktadır. Çevrimin termal verimliliği nedir?
Verilen ısı miktarlarını formüle uygulayın: \eta_{th} = 1 - \frac{Q_{out}}{Q_{in}} = 1 - \frac{1200}{3000}Hesaplamayı yapın: \eta_{th} = 1 - 0.4 = 0.6Sonucu yüzde olarak ifade edin: Çevrimin termal verimliliği %60'tır.Bilgi kartları
Mini test
S1.Rankine Döngüsü'nde, akışkanın sıkıştırıldığı ve entalpisinin arttığı ana bileşen hangisidir?
S2.Rankine Döngüsü'nün temel amacı nedir?
S3.Rankine Döngüsü'nde, türbinden çıkan düşük basınçlı buharın tekrar sıvı hale getirildiği bileşen hangisidir?
Sık yapılan hatalar
Rankine Döngüsü'nde işi türbin değil, pompa üretir. — Doğrusu: Rankine Döngüsü'nde işi üreten ana eleman türbindir; pompa ise çevrimi tamamlamak için iş harcar.
Rankine Döngüsü'nde akışkanın faz değişimi sadece kazanda olur. — Doğrusu: Rankine Döngüsü'nde akışkan hem kazanda buharlaşarak hem de yoğuşturucuda yoğunlaşarak faz değiştirir.
Sıkça sorulan sorular
Rankine Döngüsü hangi tür santrallerde kullanılır?
Rankine Döngüsü, başta kömür, nükleer ve jeotermal enerji santralleri olmak üzere, ısı enerjisini mekanik işe çevirerek elektrik üreten termik santrallerde yaygın olarak kullanılır.
İdeal Rankine Döngüsü ile gerçek Rankine Döngüsü arasındaki temel farklar nelerdir?
İdeal döngüde tersinir işlemler varsayılırken, gerçek döngüde türbin ve pompa kayıpları (sürtünme, ısı kaybı vb.) nedeniyle verimlilik düşer.
Rankine Döngüsü'nün verimliliğini artırmak için neler yapılabilir?
Kazan sıcaklığını (basıncını) artırmak, yoğuşturucu sıcaklığını (basıncını) düşürmek, süper ısıtma ve/veya ara kızdırma uygulamak verimliliği artırabilir.