Différence entre la machine à vapeur et la turbine à vapeur

Moteur à vapeur vs turbine à vapeur

Alors que la machine à vapeur et la turbine à vapeur utilisent la grande chaleur latente de vaporisation de la vapeur pour l'alimentation, la principale différence est la révolution maximale par minute des cycles d'alimentation que les deux pourraient fournir. Il y a une limite pour le nombre de cycles par minute qui pourraient fournir un piston alternatif à vapeur, inhérent à sa conception.

Les moteurs à vapeur dans les locomotives ont normalement des pistons à double action courir avec de la vapeur accumulée sur les deux faces alternativement. Le piston est soutenu avec une tige de piston reliée à une tête croisée. La tête transversale est en outre attachée à la tige de commande de soupape par une liaison. Les vannes sont pour la fourniture de la vapeur, ainsi que pour épuiser la vapeur utilisée. La puissance du moteur générée avec le piston alternatif est convertie en mouvement rotatif et transférée sur les tiges d'entraînement et les tiges de couplage qui entraînent les roues.

Dans les turbines, il y a des conceptions de vanes avec des aciers pour donner un mouvement rotatif avec le flux de vapeur. Il est possible d'identifier trois grandes progrès technologiques, ce qui rend les turbines à vapeur plus efficaces pour les moteurs à vapeur. Il s'agit de la direction du débit de vapeur, des propriétés de l'acier qui est utilisée pour fabriquer les aubes de turbine et de la méthode de production de «vapeur supercritique».

La technologie moderne utilisée pour la direction du flux de vapeur et le modèle d'écoulement est plus sophistiqué par rapport à l'ancienne technologie du flux périphérique. L'introduction d'un coup direct de la vapeur avec des lames à un angle qui produit un peu ou presque pas de résistant au dos donne l'énergie maximale de la vapeur au mouvement rotatif des lames de turbine.

La vapeur supercritique est produite en pressurisant la vapeur normale de telle sorte que les molécules d'eau de la vapeur sont forcées au point qu'elle redevient plus comme un liquide, tout en conservant les propriétés du gaz; Cela a une excellente efficacité énergétique par rapport à la vapeur chaude normale.

Ces deux progrès technologiques ont été réalisés grâce à l'utilisation d'aciers de haute qualité pour fabriquer les aubes. Il a donc été possible d'exécuter les turbines à beaucoup de vitesses à forte vice.

Les inconvénients des turbines sont: de petits rapports de relâchement, qui sont la dégradation des performances avec la réduction de la pression de vapeur ou des débits, des temps de démarrage lents, qui est d'éviter les chocs thermiques dans les lames en acier minces, le coût de capital élevé et le haut Qualité de la vapeur exigeant le traitement de l'eau d'alimentation.

Le principal inconvénient de la machine à vapeur est sa limitation de la vitesse et de la faible efficacité. L'efficacité normale de la machine à vapeur est d'environ 10 à 15% et les nouveaux moteurs sont capables de fonctionner à une efficacité beaucoup plus élevée, environ 35% avec l'introduction de générateurs de vapeur compacts et en gardant le moteur dans un état sans huile, augmentant ainsi la durée de vie fluide.

Pour les petits systèmes, le moteur à vapeur est préféré aux turbines à vapeur, car l'efficacité des turbines dépend de la qualité de la vapeur et de la vitesse élevée. L'échappement des turbines à vapeur est à très haute température et donc, une faible efficacité thermique également.

Avec le coût élevé du carburant utilisé pour les moteurs à combustion interne, la renaissance des moteurs à vapeur est actuellement visible. Les moteurs à vapeur sont très bons pour reprendre l'énergie des déchets de nombreuses sources, notamment les épuisement des turbines à vapeur. La chaleur des déchets de la turbine à vapeur est utilisée dans les centrales cyclables combinées. Il permet en outre la décharge de la vapeur des déchets sous forme d'échappement à des températures bien basse.