रेङ्किन चक्र

रेङ्किन चक्र (Rankine cycle) एक आदर्श तापगतिक चक्र हो जुन वाष्प टरबाइन प्रणालीको निष्पादन (performance) को आँकलन गर्नको लागि प्रयोग हुन्छ। यसको उपयोग रेसिप्रोकेटिङ वाष्प इन्जिनको निष्पादन को अध्ययन गर्नको लागि पनि गरिन्छ। यो एक आदर्श चक्र है जुनको चारै पार्टपुर्जामा घर्षण को कारण हुने ऊर्जा ह्रासलाई नगण्य मानिन्छ।

रेङ्किन चक्र को विभिन्न पुर्जाहरू
1. पम्प, 2. भापजनित्र या बोइलर (Boiler), 3. टरबाइन (वाष्प), 4. कन्डेनसर

यसको नामाकरण ग्लासगो विश्वविद्यालयका प्राध्यापक विलियम जोन म्याक्युर्न रेङ्किनको नामबाट गरिएको हो।

दक्षता

रेङ्किन चक्र को दक्षता कार्यशील तरल पदार्थ (Working Fluid)को वाष्पीकरणको उच्च तापले सीमित हुन्छ। जबसम्म बोइलरमा दबाब र तापमान सुपरक्रिटिकल स्तरहरूमा पुग्दैन, चक्र सञ्चालन गर्न सक्ने तापक्रम दायरा एकदम सानो हुन्छ। २०२२ सम्म, धेरैजसो सुपरक्रिटिकल पावर प्लान्टहरूले २४.१ मेगापास्कलको स्टीम इनलेट प्रेशर र ५३८°सेल्सियस र ५६६°सेल्सियस  बीचको इनलेट तापमान अपनाउछन्, जसले प्लान्टको दक्षता ४०% हुन्छ। यद्यपि, यदि थप ३१  मेगा पास्कल मा दबाब बढाइयो भने पावर प्लान्टलाई अल्ट्रा-सुपरक्रिटिकल भनिन्छ, र एकले स्टीम इनलेट तापमान ६०० डिग्री सेल्सियस सम्म बढाउन सक्छ, यसरी ४२% को थर्मल दक्षता प्राप्त गर्दछ।

रेङ्किन चक्रको चार प्रक्रियाहरू

T–s diagram of a typical Rankine cycle operating between pressures of 0.06 bar and 50 bar. Left from the bell-shaped curve is liquid, right from it is gas, and under it is saturated liquid–vapour equilibrium.

रेङ्किन चक्रमा चार वटा प्रकृया हुन्छन् । The states are identified by numbers (in brown) in the T–s diagram.

• प्रक्रिया १-२: आइसेन्ट्रोपिक कम्प्रेसन
• प्रक्रिया २-३: आइसोबारिक ताप
• प्रक्रिया ३-४: आइसेन्ट्रोपिक एक्सपान्सन
• प्रक्रिया ४-१: आइसोबारिक ताप उत्सर्जन

समीकरण

साधारणतया , रेङ्किन चक्रको कार्य दक्षता यसप्रकार लेखिन्छ:

$\eta _{\text{therm}}={\frac {{\dot {W}}_{\text{thermal}}-{\dot {W}}}{{\dot {Q}}_{\text{in}}}}\approx {\frac {{\dot {W}}_{\text{turb}}}{{\dot {Q}}_{\text{in}}}}.$

अर्ग्यानिक रेङ्किन चक्र

यो रेङ्किन चक्र को एक प्रकार हो जसमा कार्बनिक, उच्च-आणविक-द्रव्यमान (पानी तुलनामा) भएको तर वाष्पीकरण तापमान पानीको भन्दा कम भएको तरल पदार्थको प्रयोग हुन्छ। तरल पदार्थले कम तापमान स्रोतहरू जस्तै बायोमास दहन, औद्योगिक फोहोर , भू-तापीय उर्जा, सौर्य पोखरी आदिबाट ताप रिकभरीलाई प्रयोग गर्न सकिन्छ। कम तापमानको ताप उपयोगी कार्यमा रूपान्तरण हुन्छ, जुनलाई बिजुलीमा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ।

यो प्रविधिको बिकास सन् १९५० को दशकको उत्तरार्धमा लुसिएन ब्रोनीकी र ह्यारी ज्वी ताबोरद्वारा गरिएको थियो।

यो पनि हेर्नुहोस्

• वाष्प टर्बाइन