دورة رانكن المفتوحة والمغلقة

المؤلف:  الدكتور محمد رأفت اسماعيل والدكتور علي الجمعان

المصدر:  الطاقة المتجددة

الجزء والصفحة:  58

7-7-2021

3760

دورة رانكن المفتوحة والمغلقة

دورة رانكن هي احدى تطبيقات الديناميكا الحرارية ، وقد استخدمت في كثير من الآلات ، فالقاطرة البخارية صممت على أساس دورة رانكن المفتوحة . ونحن نشاهد تصاعد البخار منها ، وهذا يدلنا على ان السائل المكثف المستخدم في هذه الآلة لا يعاد إستخدامه مرة آخرى.. ولذلك سمي هذا التطبيق بدورة رانكن المفتوحة.

اما التطبيق المستخدم للإستفادة أثناء تشغيل القاطرة البخارية من الطاقة الشمسية فقد استخدمت فيه دورة رانكن المغلقة . وهذا يعفي استخدام السائل المكثف مرة آخرى مع بداية الدورة الجديدة .

وفي دورة رانكن يستخدم المائع ، والمائع هو الاسم الشامل للغازات والسوائل معا . والمالع الذي أستخدم مع هذا التطبيق- في الحالات الآخرى - كان الماء . لكن لا يتناسب مع إستخدام الطاقة الشمسية ، لأن المسخنات الشمسية المستخدمة في الجهاز المصمم لاتستطيع رفع درجة الحرارة أعلى من ٩٣ درجة مثوية . وبذلك تكون كمية البخار الناتجة غير قادرة على إدارة توربينة تعطي طاقة حركية . وكان من الممكن تعديل التصميم بجيث يحصل على درجة حرارة اعلى من ذلك . وبالتالي تزدادكمية البخار الناتجة واللازمة لإدارة التوربنية ، لكن إدخال هذا التعديل يرفع من قيمة لكاليف الجهاز ولذلك أستبدل ببخار الماء غاز «الفريون - ١٢ » ٠ والذي يمكن بواسطته الحصول على طاقة حركية عند هذه الدرجة من الحرارة .

ويوضح الشكل (٣- ٢٢) مخططاً لعمل دورة رانكن المغلقة .

شكل (1) مخطط لعمل دورة رانكن المغلقة.

فالحرارة تنتقل إلى الغاز عن طريق الماء المسخن بالطاقة الشمسية وبعد تسخين غاز « الفريون - ١٢ » يدخل مخار الفريون وقد أصبحت درجة حرارته ٩٣ درجة مئوية وضغطه ٥٤ رطلاً لكل بوصة مربعة . ومخرج بعد أن يفقد جزء من حرارته وتصبح درجة الحرارة ٠ ٦ درجة مثوية ٠ ويصل ضغطه إلى عشرة أرطال لكل بوصة مربعة ، وتعمل التورب نية بقوة ٢١ حصان وتصل سرعنا إلى ٥٢ الف دورة في الدقيقة .