Разлика между паровия двигател и парната турбина

Steam Engine срещу Steam Turbine

Докато парната машина и парната турбина използват голямата латентна топлина на изпаряване на пара за мощността, основната разлика е максималната оборота в минута на мощностните цикли, които и двамата биха могли да осигурят. Има ограничение за броя цикли в минута, което би могло да осигури повтарящо се бутало, задвижвано с пара, присъщо на неговия дизайн.

Паровите двигатели в локомотиви, обикновено имат бутала с двойно действие, работещи с пара, натрупана на двете страни алтернативно. Буталото се поддържа с бутален прът, свързан с напречна глава. Напречната глава е допълнително прикрепена към управляващия прът на клапана чрез свързване. Вентилите са за подаване на пара, както и за източване на използваната пара. Мощността на двигателя, генерирана с въртящо се бутало, се преобразува в въртеливо движение и се прехвърля към задвижващите пръти и съединителните пръти, които задвижват колелата.

В турбините има дизайн на лопатки със стомани, които дават въртеливо движение с потока на пара. Възможно е да се идентифицират три основни технологични постижения, които правят парните турбини по-ефективни за парните двигатели. Те са посока на потока на пара, свойствата на стоманата, която се използва за производство на турбинните лопатки, и методът за производство на "свръхкритична пара".

Съвременната технология, използвана за посока на потока на пара и модел на потока е по-сложна в сравнение със старата технология на периферния поток. Въвеждането на директен удар на пара с лопатки под ъгъл, който създава малко или почти никакво задно съпротивление, дава максималната енергия на парата при въртеливото движение на лопатките на турбината.

Свръхкритичната пара се получава чрез притискане на нормалната пара, така че водните молекули на парата се принуждават до степен, че тя отново прилича на течност, като запазва свойствата на газа; това има отлична енергийна ефективност в сравнение с нормалната гореща пара.

Тези два технологични постижения са реализирани чрез използването на висококачествени стомани за производството на лопатките. Така че, беше възможно да се управляват турбините с много високи скорости, издържайки високото налягане на свръхкритичната пара за същото количество енергия, както традиционната парна мощност, без да се счупят или дори да се повредят лопатките.

Недостатъците на турбините са: малки съотношения на обръщане, които са влошаване на производителността с намаляване на налягането на парата или скоростта на потока, бавни времена на стартиране, което е за избягване на термични удари в тънки стоманени перки, големи капиталови разходи и високи качество на пара, изискваща обработка на захранваща вода.

Основният недостатък на парния двигател е ограничаването му на скоростта и ниската ефективност. Нормалната ефективност на парните двигатели е около 10 - 15%, а най-новите двигатели могат да работят с много по-висока ефективност, около 35% с въвеждането на компактни парогенератори и чрез поддържане на двигателя в състояние без масло, което увеличава живота на течността.

За малките системи парният двигател е предпочитан пред парните турбини, тъй като ефективността на турбините зависи от качеството на парата и високата скорост. Изгорелите газове на парните турбини са при много висока температура и следователно също ниска топлинна ефективност.

С високата цена на горивото, използвано за двигатели с вътрешно горене, прераждането на парните двигатели е видимо в момента. Паровите двигатели са много добри в регенерирането на отпадъчната енергия от много източници, включително отработените парни турбини. Отпадъчната топлина от парната турбина се използва в електроцентрали с комбиниран цикъл. Освен това позволява изхвърлянето на отпадъчната пара като отработена при много ниски температури.