Cos'è una turbina a vapore?

Una turbina a vapore è un dispositivo in grado di convertire l'energia termica in vapore pressurizzato in movimento rotante.Questo movimento rotante viene spesso utilizzato nelle centrali elettriche per generare elettricità, sebbene possa avere anche altre applicazioni.Il principio di base dietro le turbine a vapore fu scritto per la prima volta già nel primo secolo d.C., mentre la moderna turbina a vapore non fu progettata fino al 1884.

La prima moderna turbina a vapore fu progettata da Sir Charles Parsons.È stato utilizzato, insieme a una dinamo, per generare 7,5 kW di potenza.Poco dopo la sua invenzione, il dispositivo ha trovato un uso primario nelle centrali in tutto il mondo e a bordo delle navi.I motori a vapore alternativi precedenti erano sia meno efficienti che più difficili da adattarsi per l'uso sulle navi a bordo, che richiedono sistemi complicati piuttosto che un semplice meccanismo di azionamento diretto.

Le turbine a vapore utilizzano il principio di consentire all'espansione del vapore pressurizzato in fasi controllate.Ogni turbina può essere composta da un numero di turbine di impulsi e reazioni, ognuna delle quali consente al vapore di espandere e girare le lame o i secchi, all'interno del dispositivo.La maggior parte delle turbine a vapore impiega entrambe queste variazioni di concerto, con le turbine a impulsi che operano ad alta pressione e la bassa pressione viene utilizzata per le turbine di reazione.La differenza tra i due è che la varietà di impulsi utilizza un ugello per introdurre il vapore ad alta velocità nei rotori, mentre i rotori nelle turbine di reazione sono essi stessi un tipo di ugello.

La disposizione delle turbine di impulsi e di reazione all'interno di una turbina a vapore può efficacerendere il sistema molto efficiente.Facendo uso sia di alta che bassa pressione e far funzionare il vapore in ogni fase della sua espansione, il processo può rimanere altamente isentropico .Questo significa semplicemente che l'entropia che entra nel sistema è simile a quella che viene fuori.L'altro vantaggio del design è che la rotazione delle turbine crea un movimento rotante, che può essere ideale sia per la generazione di energia che per la rotazione di palette o altri meccanismi di azionamento sulle navi.

Una grande percentuale di tutta l'energia generata nel mondo fa utilizzodi generatori di turbine a vapore.Sono presenti sia nelle centrali a combustibile fossile che in centrali nucleari, con il primo carbone o olio in fiamme per riscaldare l'acqua al vapore e il secondo si basa su una reazione di fissione nucleare per generare il vapore.Inoltre, viene generata un po 'di potenza utilizzando un processo noto come energia solare focalizzata .Questo tipo di centrale elettrica può utilizzare il sole per produrre vapore che può quindi girare le turbine a vapore.