Introduction au cycle de Rankine
Le cycle de Rankine est un cycle thermodynamique qui est utilisé pour convertir l’énergie thermique en travail mécanique. Ce cycle est une version idéalisée des cycles à vapeur qui sont utilisés dans de nombreuses centrales électriques aujourd’hui.
Le cycle de Rankine a été proposé pour la première fois par William John Macquorn Rankine en 1859 comme moyen de convertir l’énergie des moteurs à vapeur en travail mécanique. Depuis, le cycle de Rankine a été utilisé dans de nombreuses applications, des centrales électriques aux turbocompresseurs.
Le cycle de Rankine se compose de quatre éléments : une chaudière, un condenseur, une turbine et une pompe. Ces composants fonctionnent ensemble pour convertir l’énergie thermique en travail mécanique.
La chaudière est le composant du cycle de Rankine qui transforme l’eau en vapeur. De la chaleur est ajoutée à la chaudière pour transformer l’eau liquide en vapeur.
Le condenseur est l’élément du cycle de Rankine qui reconvertit la vapeur en liquide. Pour ce faire, il retire la chaleur de la vapeur et la reconvertit en liquide.
La turbine est le composant du cycle de Rankine qui convertit l’énergie thermique de la vapeur en travail mécanique. La vapeur est forcée à travers la turbine, ce qui la fait tourner et produit ainsi un travail mécanique.
La pompe est le composant du cycle de Rankine qui fait circuler l’eau dans les autres composants. La pompe fait circuler l’eau de la chaudière au condenseur et vice-versa.
Le cycle de Rankine a de nombreuses applications, allant des centrales électriques aux turbocompresseurs. Il est également utilisé dans les centrales nucléaires et dans les processus de production de carburants synthétiques.
Le cycle de Rankine est un moyen puissant et efficace de convertir l’énergie thermique en travail mécanique. Il est utilisé depuis plus d’un siècle et ses applications ne cessent de se développer.
Les quatre processus d’un cycle de Rankine sont les suivants :
1. De la chaleur est ajoutée au fluide de travail à pression constante, ce qui augmente la température du fluide.
2. Le fluide de travail est ensuite évacué vers un condenseur, où il est refroidi à une température plus basse. 3.
Le fluide de travail maintenant refroidi est ensuite envoyé dans une turbine à basse pression, où il se détend et produit un travail. 4.
Le fluide de travail est ensuite envoyé dans une chaudière, où il est réchauffé à sa température initiale.
Dans le cycle de Carnot, la chaleur est transférée d’un réservoir à température élevée vers un réservoir à température plus basse, et le fluide de travail n’est jamais chauffé ou refroidi à la température de l’un ou l’autre des réservoirs. Dans le cycle de Rankine, le fluide de travail est d’abord chauffé à la température du réservoir à haute température, puis refroidi à la température du réservoir à basse température.
Le cycle de Rankine est un modèle de moteur thermique qui convertit la chaleur en travail mécanique. La chaleur est fournie à un circuit fermé de fluide de travail, généralement de l’eau ou de la vapeur, qui est ensuite condensé et renvoyé à la source de chaleur. Le cycle de Rankine est un cycle thermodynamique idéalisé d’un moteur thermique à pression constante qui convertit la chaleur en travail mécanique tout en subissant un changement de phase.
Le cycle de Rankine est plus efficace car il utilise une vapeur à plus haute température pour entraîner les turbines. Cette température plus élevée permet à la turbine d’effectuer un travail plus important, ce qui se traduit par une production d’électricité plus importante.
Le cycle de Rankine est le cycle thermodynamique le plus couramment utilisé aujourd’hui. Il est utilisé dans les centrales électriques pour produire de l’électricité. Le cycle commence avec de l’eau à une pression et une température élevées. L’eau est ensuite bouillie pour produire de la vapeur. La vapeur est ensuite utilisée pour faire tourner une turbine, qui entraîne un générateur pour produire de l’électricité. La vapeur est ensuite condensée en eau et le cycle recommence.