Che cosa è una turbina a vapore?

Una turbina a vapore è un dispositivo che è in grado di convertire l'energia termica in vapore in pressione in moto rotatorio. Questo movimento rotatorio viene spesso utilizzata nelle centrali per generare elettricità, se può avere altre applicazioni. Il principio alla base di turbine a vapore è stato scritto circa già nel primo secolo dC, mentre la moderna turbina a vapore non è stato progettato fino al 1884.

La prima moderna turbina a vapore è stata progettata da Sir Charles Parsons. È stato utilizzato, in combinazione con una dinamo, per generare 7,5 kW di potenza. Poco dopo la sua invenzione, il dispositivo trova impiego primario nelle centrali elettriche di tutto il mondo e a bordo delle navi da guerra. All'inizio di motori alternativi a vapore erano sia meno efficiente e più difficile da adattare per l'uso a bordo di navi, richiedono complicati sistemi piuttosto che un semplice meccanismo di trasmissione diretta.

Turbine a vapore utilizzano il principio di un vapore in pressione per espandere in fasi controllate. Ogni turbina può essere composto da un numero di turbine di impulso e di reazione, ciascuna delle quali permette il vapore per espandere e ruotare le lame o secchi, all'interno del dispositivo. La maggior parte delle turbine a vapore impiegano entrambe queste variazioni di concerto con le turbine di impulso operano ad alta pressione e bassa pressione essendo utilizzati per le turbine a reazione. La differenza tra i due è che la varietà impulso utilizza un ugello per introdurre vapore ad alta velocità nei rotori, mentre i rotori delle turbine di reazione sono essi stessi un tipo di ugello.

La disposizione delle turbine di impulso e di reazione all'interno di una turbina a vapore può effettivamente rendere il sistema molto efficiente. Facendo uso di alta e bassa pressione, e con il vapore non lavorare in ogni fase della sua espansione, il processo può rimanere altamente isoentropica. Ciò significa semplicemente che l'entropia che va nel sistema è simile a quello che esce. L'altro vantaggio del disegno è che la rotazione delle turbine crea moto rotatorio, che può essere ideale sia per la produzione di energia e ruotando piastre o altri meccanismi di azionamento sulle navi.

Una grande percentuale di tutta la potenza generata nel mondo fa uso di generatori a turbina a vapore. Sono presenti sia combustibili fossili e centrali nucleari, con l'ex carbone combustione o olio per riscaldare l'acqua in vapore, e la seconda basandosi su una reazione di fissione nucleare per generare il vapore. Inoltre, qualche potere viene generato utilizzando un processo noto come energia solare concentrata. Questo tipo di impianto può fare uso del sole per produrre vapore che possono poi girare turbine a vapore.

  • Centrali elettriche generano elettricità utilizzando barre di combustibile nucleare per riscaldare l'acqua che bolle e guida turbine a vapore.
  • Macchine a vapore sono alimentati dalla forza di vapore ad alta pressione.