Mesin Uap vs Turbin Uap
Sementara, mesin uap dan turbin uap menggunakan panas laten penguapan uap yang besar untuk tenaga, perbedaan utamanya adalah putaran maksimum per menit dari siklus daya yang dapat disediakan oleh keduanya. Ada batasan jumlah siklus per menit yang dapat disediakan dengan piston bolak-balik yang digerakkan oleh uap, yang melekat pada desainnya.
Mesin uap di lokomotif, biasanya memiliki piston kerja ganda yang bekerja dengan uap yang terkumpul di kedua sisi secara bergantian. Piston ditopang dengan batang piston yang dihubungkan dengan kepala silang. Kepala silang selanjutnya dilekatkan pada batang kendali katup dengan suatu penghubung. Katup adalah untuk memasok uap, serta, untuk menguras uap bekas. Tenaga mesin yang dihasilkan dengan piston reciprocating diubah menjadi gerakan putar dan ditransfer ke batang penggerak dan batang kopling yang menggerakkan roda.
Dalam turbin, ada desain baling-baling dengan baja untuk memberikan gerakan putar dengan aliran uap. Dimungkinkan untuk mengidentifikasi tiga kemajuan teknologi utama, yang membuat turbin uap lebih efisien daripada mesin uap. Mereka adalah arah aliran uap, sifat-sifat baja yang digunakan untuk pembuatan baling-baling turbin, dan metode menghasilkan “uap superkritis”.
Teknologi modern yang digunakan untuk arah aliran dan pola aliran steam lebih canggih dibandingkan dengan teknologi aliran periferal yang lama. Pengenalan pukulan langsung uap dengan sudu-sudu pada sudut yang menghasilkan sedikit atau hampir tidak ada resistensi balik memberikan energi maksimum uap untuk gerakan putar sudu-sudu turbin.
Uap superkritis diproduksi dengan menekan uap normal sedemikian rupa sehingga molekul air dari uap dipaksa ke titik yang menjadi lebih seperti cairan lagi, sambil mempertahankan sifat gas; ini memiliki efisiensi energi yang sangat baik dibandingkan dengan uap panas biasa.
Dua kemajuan teknologi ini diwujudkan melalui penggunaan baja berkualitas tinggi untuk memproduksi baling-baling. Jadi, turbin dapat dijalankan dengan kecepatan tinggi yang menahan tekanan tinggi dari uap superkritis dengan jumlah energi yang sama seperti tenaga uap tradisional tanpa merusak atau bahkan merusak bilah.
Kelemahan turbin adalah: rasio turndown kecil, yang merupakan penurunan kinerja dengan pengurangan tekanan uap atau laju aliran, waktu start up yang lambat, yaitu untuk menghindari guncangan termal pada bilah baja tipis, modal besar biaya, dan kualitas tinggi uap yang menuntut pengolahan air umpan.
Kelemahan utama mesin uap adalah keterbatasan kecepatan dan efisiensi yang rendah. Efisiensi mesin uap normal adalah sekitar 10 – 15 % dan mesin terbaru mampu beroperasi pada efisiensi yang jauh lebih tinggi, sekitar 35% dengan pengenalan generator uap kompak dan dengan menjaga mesin dalam kondisi bebas minyak sehingga meningkatkan masa pakai cairan.
Untuk sistem kecil, mesin uap lebih disukai daripada turbin uap karena efisiensi turbin bergantung pada kualitas uap dan kecepatan tinggi. Pembuangan turbin uap berada pada suhu yang sangat tinggi dan dengan demikian, efisiensi termalnya juga rendah.
Dengan tingginya biaya bahan bakar yang digunakan untuk mesin pembakaran internal, kebangkitan mesin uap terlihat saat ini. Mesin uap sangat baik dalam menangkap kembali energi limbah dari berbagai sumber termasuk knalpot turbin uap. Limbah panas dari turbin uap digunakan dalam pembangkit listrik siklus gabungan. Lebih lanjut memungkinkan pembuangan uap limbah sebagai knalpot dalam suhu yang jauh lebih rendah.
