Принцип роботи парової турбіни

Справді, чому на електростанціях відпрацьований газ, що пройшов через турбіни, розігрітий до температури 70 # xB0; С, потрібно охолоджувати, перед тим, як знову пустити його в нагрів? Адже втрачається стільки тепла? Чому б відразу не відправити його в котел?

Для цього доведеться заглибитися в теорію. Уяви, що є джерело тепла. Котел з вугіллям, наприклад. Потрібно перетворити цю теплову енергію в механічну роботу. Але ж тепло просто так не переведеш в роботу! Нагрітий котел сам по собі не зрушить колінчастий вал і не змусить обертатися лопаті.

Для цього потрібен посередник. Газ. Званий також робочим тілом.

Найпростіший спосіб облаштувати процес - помістити газ в циліндр з поршнем. Нагріваєш котлом газ, котел віддає йому тепло Q1, яке перетворюється у внутрішню енергію газу U. Потім він розширюється, штовхає поршень, тобто здійснює роботу А. Внутрішня енергія газу при цьому знижується.

Добре, що ми вільно можемо гратися з температурою!

Досить дати газу охолонути, тобто почекати, поки він віддасть навколишньому повітрю (холодильнику) тепло Q2.

Робиться це так - трохи стискаємо поршень, температура і тиск підскакують, далі штовхати поршень стає вже важко (збільшився тиск). Чекаємо, поки газ охолоне, зі зменшенням температури зменшиться і тиск. Тепер поршень знову можна штовхати. Штовхаємо поршень, чекаємо, поки впадуть температура і тиск. І так поки не прийдемо до початкового стану.

Або можна примусово охолоджувати циліндр. Тоді газ почне стискатися і тягнути за собою поршень. Коли газ стискається, його температура зростає. Охолодження компенсується нагріванням, і ми знову приходимо до початкового стану.

Який висновок ми зробили в результаті? Якби не було навколишнього повітря, яким газ у міру стиснення міг би віддавати зайве тепло, нам би довелося добряче попотіти, стискаючи поршень до 20 атмосфер.

Ось чому так важливо охолодження.

Тепер ситуація з турбіною. Тут принцип такий же, але не так наочно, як у випадку з поршнем. Уявімо газ у вигляді маленьких пружинок.

Пояснення до малюнка вище:

1) Пружинка кімнатної температури. Просто пружинка.

2) Тепер нагріваємо пружинку. Вона стає напруженою, але випрямитися їй заважає брак місця і такі ж напружені пружинки по сусідству.

3) Коли з'являється можливість розширитися, пружинка випрямляється, здійснює роботу і охолоджується.

А ось схема процесу.

Зверніть увагу, ми не можемо просто так взяти і повернути пружинку в початковий стан. Вона нагріється і знову разожмется. Спочатку її потрібно охолодити.

Сподіваюся, тепер зрозуміло, навіщо потрібно охолоджувати відпрацьований газ?

P.S. Від обертання праху Гітлера толку буде мало. Сипучий об'єкт. Крутитися повинен труп.