왜 터빈을 회전시키기 위해 증기를 사용 하는가?

예를 들어 바이오 연료 연소로 인해 매우 뜨거운 공기가있는 배기 파이프가 있고 배기가 끝나면 회전하고 전기를 생성하는 터빈이 있습니다.

열을 사용하여 물을 끓인 다음 생성 된 증기를 사용하여 터빈을 회전시키는 것이 왜 더 효율적인가? 같은 양의 바이오 연료를 태울 때 증기를 사용하지 않고 증기를 사용하여 터빈을 회전시켜 더 많은 전기를 생산하는 이유는 무엇입니까?

주된 이유는 터빈이 작동 유체에서 에너지를 추출하기 위해 압력 강하가 필요하기 때문입니다. 터빈에서 관찰되는 온도의 하락은 유체의 팽창의 결과입니다. 터빈은 유체에서 직접 열 에너지를 추출 할 수있는 방법이 없습니다.

유체에 의해 수행 된 총 작업은 일반적으로 엔탈피의 변화로 표현되는데, 이는 엔탈피의 변화로, 내부 에너지 (열)와 팽창 (압력 강하)에 의해 수행 된 작업의 합입니다 : . 연소기의 배기 압력이 주변 압력보다 높지 않으면 터빈을 가로 지르는 압력 강하가 많지 않으므로 가스로 많은 작업을 수행하지 않습니다. 가스는 상대적으로 높은 온도에서 터빈을 빠져 나가서 여전히 터빈에 의해 추출되지 않은 많은 에너지를 가지고 있음을 나타냅니다.$\Delta H = \Delta U + \Delta (PV)$

이 낭비되는 에너지를 포착하는 해결책은 대신 그 열 에너지의 일부를 가져와 물을 끓여서 압력 에너지로 변환하는 것입니다. 이제 터빈을 구동하는 데 훨씬 유용한 고압 작동 유체가 있습니다. 터빈은 이제 압력의 형태로 훨씬 더 많은 원래의 열 에너지를 추출 할 수 있으며, 따라서 더 높은 효율을 가진다.

증기를 만들기 위해 물을 가열하는 것이 반드시 더 효율적일 필요는 없지만 훨씬 더 실용적입니다. 예를 들어 내연 기관이 작동하는 방식을 설명하므로 올바른 개념입니다. 그러나 이들은 버스트 작업을 수행하고 액체 및 신중하게 설계된 연료를 사용하므로 구현이보다 실용적입니다.

설명하는 연속 시스템에서 연료는 고압으로 연소됩니다. 그 압력에 대해 밀봉하면서 시스템에 더 많은 연료를 추가하는 기계적인 어려움을 고려하십시오. 어떻게 든 타지 않은 폐기물을 꺼내야합니다.

기본 물리학은 설명하는 것을 방해하지 않지만 실제 공학은 그렇지 않습니다. 주변 압력에서 연료를 연소하는 것이 더 간단하고 열을 사용하여 특수 설계된 압력 용기 내에서 고압을 만듭니다. 달리 말하면, 다소 예측할 수없는 모양과 크기를 가진 고체보다 압력 밀봉을 통해 열을 얻는 것이 훨씬 쉽습니다.

가스 터빈 엔진에 대해 거의 설명하고 있습니다. 이들은 전력을 생산하고 항공기에 전력을 공급하는 데 사용됩니다. 그러나 가스 터빈에서 연소기의 출력은 고압이며 터빈을 돌리는 데 사용됩니다. 그리고 그것은 증기주기와는 다른 연소주기입니다.

내부 연소 엔진과 외부 연소 엔진을 비교하고 있습니다. 둘 다 장점과 장단점이 있습니다. 실제 효율성은 기본 엔진 설계와 구성 재료에 의해 제한됩니다. 비행기에 적합하지만 유지 보수가 많은 중량 대비 전력비가 높은 가스 터빈 배기 구동 터빈을 설명합니다. 증기 플랜트에 공급하기 위해 보일러에서 외부 연소하는 것이 훨씬 더 안정적이지만 기본 부하 발전 플랜트에 적합한 중장비가 필요합니다. 기본 하중이 변경됩니다.

열을 사용하여 압력을 가하는 2 상 화학이 필요합니다.

공기 만있는 압력솥은 1 리터의 물보다 훨씬 적은 압력을 만듭니다.

물은 사실상 찬 상태로 저장된 잠재적 압력이다.

초 임계 유체는 실제로 증기보다 효율적이지만 고압 용기와 많은 얼음 이산화탄소가 필요합니다. 그리고 다른 이국적인 물질.