Rankine Çevrimi ve Kullanım Alanları

Rankine çevrimi, ısı enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürülmesini sağlayan termodinamik bir çevrimdir. İsmini John Macquorn Rankine' den almıştır. Bu çevrim kapalı sistem olarak çalışır. Yani sisteme ısı ve enerji girişi vardır ve hacim değişimi gözlenebilir. Fakat kütle sabittir. Herhangi bir artış veya azalış göstermez. Bu tür sistemlere kontrol kütlesi de denilmektedir.

Rankine çevrimi temelde dört ana evrede gerçekleşmektedir. Bunlar izantropik sıkıştırma, sabit basınçta ısı geçişi, izantropik genişleme ve sistemde sabit basınçta ısı atılmasıdır. Açık ve kapalı sistemler için ilgili yazımızdan bilgi edinebilirsiniz.

>> Açık ve Kapalı Sistemler


(1-2) İzantropik Sıkıştırma: Pompa yardımıyla, akışkanın basıncı yükseltilir. Bu aşamada pompa kullanıldığı için dışardan bir enerji girişi söz konusu denilebilir. Fakat akışkanın özgül hacminin düşük olmasından dolayı çok büyük bir pompa gerekmediği için ihmal edilir ve hesaplamalara dahil edilmez.

(2-3) Sabit basınçta ısı geçişi: Pompa ile sıkıştırılan akışkan kazanda ısıtılarak doymuş buhar haline getirilir. Doymuş buhar türbinden geçirilmek üzere gönderilir.

(3-4) İzantropik Genişleme: Türbine ulaşan doymuş buhar türbinden geçer ve genleşir. Bu esnada ısısının bir miktarını kaybeder ve az da olsa yoğuşma görülebilir. Fakat yoğuşma istenen bir şey değildir. Çünkü türbin kanatlarında erozyona neden olur. Isı enerjisinin mekanik enerjiye çevrilmesi bu aşamada gerçekleşir.

(4-1) Sabit basınçta ısı kaybı: Doymuş buhar halinde türbinden geçen akışkan yoğuşturucuya gelir ve burada doymuş sıvıya dönüşür. Bir nevi doymuş buharın soğutulmasıdır. Soğutma işlemi için dere ve akarsu gibi kaynaklar veya soğutma kuleleri kullanılır.



Rankine Çevrimi Nerede Kullanılır?

Rankine çevrimi, buharlı güç çevrimlerinden biridir. Termik ve nükleer santrallerde ısı enerjisinin mekanik enerjiye çevrilmesini sağlar. Böylece mekanik enerji ile elektrik enerjisi elde edilir ve kullanıma sunulur. Rankine çevriminin verimi, diğer bir buharlı güç çevrimi olan Carnot çevrimine göre düşüktür. Fakat uygulanabilirliği daha iyi olduğu için enerji üretim tesislerinde Rankine çevrimi kullanılır. 


Enerji tesisleri enerji ihtiyacımızın karşılanması için gereklidir. Fakat yukarıda bahsettiğimiz doymuş buharın soğutulması için kullanılan sistemler doğaya zarar vermektedir. Soğutma kuleleri havaya sıcak buhar bırakmakta atmosfer sıcaklığına etki etmektedir. Soğutma için kullanılan akarsularda ise suyun sıcaklığındaki yükselmeden dolayı canlı yaşamına olumsuz etki etmekte ve doğayı kirletmektedir. Bu yüzden enerji tesislerinin etkileri azaltılmalı ve yenilenebilir enerji kaynaklarına olan yatırımlar arttırılmalıdır.

Yazımızda geçen soğutma kuleleri hakkında daha fazla bilgiye ilgili yazımızdan ulaşabilirsiniz.


Share: