टरबाइन को अधिक कुशल बनाने के लिए भाप का उपयोग क्यों किया जाता है?

Question

उदाहरण के लिए मेरे पास बायोफ्यूल जलाने से बहुत गर्म हवा के साथ निकास पाइप है, और मेरे पास निकास के अंत में एक टरबाइन है जो घूमता है और बिजली उत्पन्न करता है।

उबलते पानी को घुमाने के लिए ऊष्मा का उपयोग करना अधिक कुशल क्यों है? जैसे कि बायोफ्यूल की समान मात्रा जलाने पर भाप का उपयोग न करने के विपरीत टरबाइनों को घुमाने के लिए भाप का उपयोग करके अधिक बिजली क्यों उत्पन्न की जाती है?

Comments

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— Paul

यदि आपके पास एक अच्छा, सुसंगत तरल या गैस ईंधन है, तो यांत्रिक कार्य उत्पन्न करने के लिए इसे आंतरिक दहन इंजन (ICE) या गैस टरबाइन में जलाने के लिए बेहतर हो सकता है, न कि किसी रेकिन चक्र में भाप को गर्म करने के लिए। भाप चक्र आमतौर पर ईंधन के लिए चुने जाते हैं जो आईसीई या गैस टर्बाइन के लिए उपयोग करना मुश्किल होगा, जैसे ठोस ईंधन, परमाणु, या किसी अन्य धीमी गति से जलने वाले ईंधन।

— Carlton

Answer 1

मुख्य कारण यह है कि एक टरबाइन को काम करने वाले तरल पदार्थ से ऊर्जा निकालने के लिए एक दबाव ड्रॉप की आवश्यकता होती है। एक टरबाइन में तापमान में गिरावट तरल पदार्थ के विस्तार का एक परिणाम है; टरबाइन में तरल पदार्थ से सीधे ऊष्मा ऊर्जा निकालने का कोई तरीका नहीं है।

द्रव द्वारा किए गए कुल कार्य को आमतौर पर थैलीपी में परिवर्तन के रूप में व्यक्त किया जाता है, जो आंतरिक ऊर्जा (गर्मी) का योग है और विस्तार (दबाव ड्रॉप) द्वारा किया गया कार्य: $ \ Delta H = \ Delta U + \ Delta (PV) $। अगर आपके कंघी करने वाले का दबाव परिवेश के दबाव से बहुत अधिक नहीं है, तो टरबाइन के पार ज्यादा दबाव नहीं पड़ेगा और इसलिए गैस द्वारा ज्यादा काम नहीं किया जाएगा। गैस अपेक्षाकृत उच्च तापमान पर टरबाइन से बाहर निकल जाएगी, यह दर्शाता है कि इसमें अभी भी बहुत अधिक ऊर्जा है जिसे टरबाइन द्वारा निकाला नहीं गया था।

इस व्यर्थ ऊर्जा को कैप्चर करने का उपाय इसके बजाय उस ऊष्मा ऊर्जा में से कुछ लेना है और इसे उबलते पानी से दबाव ऊर्जा में परिवर्तित करना है - अब आपके पास एक उच्च दबाव वाला काम करने वाला द्रव है जो टरबाइन को चलाने के लिए बहुत अधिक उपयोगी है। टरबाइन अब दबाव के रूप में मूल ऊष्मा ऊर्जा का अधिक भाग निकालने में सक्षम है, इसलिए उच्च दक्षता है।

Comments

यह थ्रैपी ड्रॉप है, दबाव ड्रॉप नहीं है, जो एक टरबाइन में उपयोगी काम पैदा करता है

— Zaid

@ एक स्ट्रीम से ऊर्जा निकालने के लिए, एक टरबाइन को इसके पार एक दबाव ड्रॉप की आवश्यकता होती है। थैलेपी ड्रॉप स्थिर दबाव पर थर्मल ऊर्जा में अंतर से मेल खाती है (जो कि स्टीम सिस्टम के लिए प्रभावी रूप से कुल ऊर्जा है, क्योंकि संदर्भ पानी है जो अनिवार्य रूप से सभी दबावों में समान मात्रा है।) ऊर्जा के संरक्षण के नियम से, थैलेपी ड्रॉप उत्पादित कार्य (कार्यकुशलता की उपेक्षा) से मेल खाती है, लेकिन यह उपयोगी कार्य का "उत्पादन" नहीं करता है। अगर हम पानी के टरबाइन के बजाय देखते हैं, तो हम देखते हैं कि सभी ऊर्जा दबाव ड्रॉप से ​​आती है और थैलीपी का इससे कोई लेना-देना नहीं है।

— Level River St

@Zaid के पास एक बिंदु है। टरबाइन के माध्यम से काम करने वाले तरल पदार्थ में दबाव और तापमान दोनों में बदलाव होता है, और हम दोनों के संयोजन को थैलेपी के साथ व्यक्त कर सकते हैं। मैं इसे और अधिक स्पष्ट करने के लिए अपने उत्तर को संपादित करूंगा।

— Carlton

@steveverrill - मुझे लगता है कि आप संकुचित तरल पदार्थ और असंगत तरल पदार्थों के बीच मिश्रण कर रहे हैं; दो परिदृश्य हैं बहुत विभिन्न।

— Zaid

@ कार्लटन - इसके लिए धन्यवाद ... अगर मुझे मौका मिले तो मैं खुद का जवाब पोस्ट करने की कोशिश करूंगा

— Zaid

Answer 2

भाप बनाने के लिए पानी गर्म करना ज्यादा जरूरी नहीं है, लेकिन बहुत अधिक व्यावहारिक है। उदाहरण के लिए, आंतरिक दहन इंजन कैसे काम करता है, इसका वर्णन आप करते हैं, इसलिए यह एक मान्य अवधारणा है। हालांकि, वे इसे फटने में करते हैं और तरल और सावधानीपूर्वक इंजीनियर ईंधन का उपयोग करते हैं, जो कार्यान्वयन को अधिक व्यावहारिक बनाता है।

जैसा कि आप वर्णन करते हैं एक निरंतर प्रणाली में, ईंधन उच्च दबाव में जलाया जाता है। उस दबाव के खिलाफ सील करते समय सिस्टम में अधिक ईंधन जोड़ने की यांत्रिक कठिनाई पर विचार करें। आपको किसी भी तरह अनबर्न कचरे को बाहर निकालना होगा।

जबकि बुनियादी भौतिकी आपको जो भी वर्णन करती है उसे रोकती नहीं है, व्यावहारिक इंजीनियरिंग करती है। परिवेश के दबाव में ईंधन को जलाना सरल है, और विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए दबाव पोत के अंदर उच्च दबाव बनाने के लिए गर्मी का उपयोग करें। एक और तरीका रखो, कुछ अप्रत्याशित आकृतियों और आकारों के साथ ठोस पदार्थों की तुलना में एक दबाव सील के पार गर्मी प्राप्त करना बहुत आसान है।

Comments

व्यावहारिकता के बारे में आपकी टिप्पणी बहुत उपयोगी है। भाप बिजली संयंत्र आमतौर पर कोयले, कचरा और रेडियोधर्मी सामग्री जैसे ईंधन का उपयोग करते हैं - ईंधन जो ओटो या ब्रेटन चक्र इंजन के लिए व्यावहारिक नहीं होगा।

— Carlton

Answer 3

आप लगभग गैस टरबाइन इंजन का वर्णन कर रहे हैं। इनका उपयोग विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, और विमान विमानों को भी। लेकिन, एक गैस टरबाइन में दहनशील का उत्पादन उच्च दबाव पर होता है, और इसका उपयोग टरबाइन को चालू करने के लिए किया जाता है। और, वह भाप चक्र से एक अलग दहन चक्र है।

Answer 4

आप आंतरिक दहन इंजन की बाहरी दहन इंजन के साथ तुलना कर रहे हैं। दोनों के लाभ और व्यापार हैं। व्यावहारिक दक्षता मूल इंजन डिजाइन और निर्माण की सामग्री द्वारा सीमित हैं। आप एक गैस टरबाइन निकास चालित टरबाइन का वर्णन कर रहे हैं जिसमें भार अनुपात के लिए एक उच्च शक्ति है जो हवाई जहाज के लिए अच्छा है, लेकिन रखरखाव गहन है। स्टीम प्लांट को खिलाने के लिए बायलर में बाहरी दहन अधिक विश्वसनीय होता है, लेकिन इसके लिए भारी मशीनों की आवश्यकता होती है, जो एक आधार लोडेड विद्युत ऊर्जा उत्पादन संयंत्र के लिए ठीक है - उस स्थिति में आप विश्वसनीयता चाहते हैं और अधिक ईंधन जलाकर बिजली उत्पादन को आसान बनाने की क्षमता रखते हैं। आधार भार बदल जाता है।

Answer 5

एक दो चरण रसायन विज्ञान जो गर्मी का उपयोग करके दबाव बनाता है, आवश्यक है।

केवल हवा के साथ एक प्रेशर कुकर एक लीटर पानी के साथ बहुत कम दबाव बनाता है।

पानी एक ठंडे राज्य में संग्रहीत प्रभाव संभावित दबाव में है।

सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थ वास्तव में भाप की तुलना में अधिक कुशल होते हैं, लेकिन उच्च दबाव वाले जहाजों की आवश्यकता होती है, और बहुत अधिक बर्फ सीओ 2। और अन्य विदेशी पदार्थ।