¿Por qué las máquinas de vapor pueden proporcionar energía?
El ciclo Rankine es el ciclo termodinámico básico de una máquina de vapor. Utiliza componentes comúnmente utilizados en equipos simples de generación de energía y utiliza el cambio de fase del agua (el agua hirviendo produce vapor y el vapor condensado produce agua líquida). para lograr la conversión de calor y trabajo. La energía térmica se añade a este circuito cerrado de fluido de trabajo desde el exterior y el calor residual se descarga del condensador. Casi todas las aplicaciones de generación de energía utilizan el ciclo Rankine.
En la década de 1990, aproximadamente el 90% de la electricidad mundial se generaba mediante el ciclo Rankine, incluidas casi todas las centrales eléctricas que utilizaban energía solar térmica, biomasa, térmica y nuclear. El ciclo de Rankine lleva el nombre del erudito escocés William John McCowan Rankin.
Datos ampliados
La mayor ventaja de las máquinas de vapor modernas es que pueden utilizar casi todos los combustibles para convertir la energía térmica en energía mecánica, lo que es mucho más eficiente que las máquinas de vapor originales. No es tan exigente con el combustible como un motor de combustión interna. Además, sin una máquina de vapor, la energía atómica habría sido difícil de utilizar a bajo costo. Los reactores atómicos no producen directamente energía mecánica y eléctrica. De hecho, solo producen calor y calientan el agua. El vapor generado después de que el agua hierve se convierte en trabajo útil mediante la máquina de vapor. No es necesario que el vapor se produzca mediante combustión. Por ejemplo, los colectores solares también pueden generar vapor para impulsar máquinas de vapor.
Otro pequeño motor de combustión externa con ventajas similares es el motor Stirling. Su desventaja es que en muchos casos es difícil de ejecutar. Los vehículos híbridos modernos están diseñados para solucionar este problema.
Especialmente en las altas montañas, las locomotoras de vapor tienen ventajas evidentes, ya que también pueden funcionar con una presión de aire relativamente baja. Esto se descubrió cuando Sudamérica reemplazó sus locomotoras de vapor por locomotoras eléctricas diésel. En las montañas tuvieron que utilizar locomotoras diésel más potentes.
Los nuevos ferrocarriles de Suiza y Austria utilizaban modernas máquinas de vapor. Estas máquinas de vapor sólo requerían una persona para su funcionamiento. Utilizan un 60% menos de combustible que las máquinas de vapor anteriores y son un 50% más ligeros que los motores eléctricos y diésel, por lo que provocan mucho menos desgaste en el bastidor. También hay un nuevo barco con motor de vapor en el lago Lemán, el primer barco con motor de vapor controlado remotamente del mundo.
Enciclopedia Baidu-Steam Engine