Ce este o turbină cu abur?

O turbină cu abur este un dispozitiv care este capabil să transforme energia termică din abur sub presiune în mișcare rotativă. Această mișcare de rotație este adesea utilizată în centralele electrice pentru a genera energie electrică, deși poate avea și alte aplicații. Principiul de bază din spatele turbinelor cu abur a fost scris pentru prima dată încă din secolul I d.Hr., în timp ce turbina cu abur modernă nu a fost proiectată până în 1884.

Prima turbină modernă cu abur a fost proiectată de Sir Charles Parsons. A fost folosit, împreună cu un dinam, pentru a genera 7.5 kW de putere. La scurt timp după invenție, dispozitivul a găsit o utilizare principală în centralele electrice din întreaga lume și la bordul navelor navale. Motoarele cu abur alternative anterioare erau atât mai puțin eficiente, cât și mai dificil de adaptat pentru utilizare la bordul navelor, necesitând sisteme complicate mai degrabă decât un simplu mecanism de acționare directă.

Turbinele cu abur utilizează principiul de a permite aburului sub presiune să se extindă în etape controlate. Fiecare turbină poate fi compusă dintr-un număr de turbine cu impuls și reacție, fiecare dintre acestea permițând aburului să se extindă și să rotească palele sau gălețile din interiorul dispozitivului. Majoritatea turbinelor cu abur folosesc ambele variații în mod concertat, turbinele cu impuls funcționând sub presiune înaltă și presiune joasă fiind utilizată pentru turbinele de reacție. Diferența dintre cele două este că varietatea cu impuls folosește o duză pentru a introduce abur de mare viteză în rotoare, în timp ce rotoarele din turbinele de reacție sunt ei înșiși un tip de duză.

Dispunerea turbinelor cu impuls și reacție într-o turbină cu abur poate face sistemul foarte eficient. Prin utilizarea atât a presiunii înalte, cât și a celei joase și având ca aburul să funcționeze în fiecare etapă a expansiunii sale, procesul poate rămâne extrem de izoentrop. Aceasta înseamnă pur și simplu că entropia care intră în sistem este similară cu cea care iese. Celălalt beneficiu al designului este că rotirea turbinelor creează mișcare de rotație, care poate fi ideală atât pentru generarea de energie, cât și pentru rotirea paletelor sau a altor mecanisme de acționare pe nave.

Un procent mare din toată puterea generată în lume folosește generatoare cu turbine cu abur. Ele sunt prezente atât în ​​centralele pe combustibili fosili, cât și în centralele nucleare, primele ardând cărbune sau petrol pentru a încălzi apa la abur, iar cele din urmă bazându-se pe o reacție de fisiune nucleară pentru a genera abur. În plus, o parte de energie este generată utilizând un proces cunoscut sub numele de energie solară focalizată. Acest tip de centrală poate folosi soarele pentru a produce abur care apoi poate transforma turbinele cu abur.