Maquina de vapor vs turbina de vapor
Mentre que la màquina de vapor i la turbina de vapor utilitzen la gran calor latent de vaporització del vapor per a la potència, la diferència principal és la revolució màxima per minut dels cicles d'alimentació que tots dos podrien proporcionar. Hi ha un límit per al nombre de cicles per minut que podria proporcionar un pistó alternatiu accionat per vapor, inherent al seu disseny.
Les màquines de vapor de les locomotores, normalment tenen pistons de doble efecte que funcionen amb vapor acumulat a les dues cares alternativament. El pistó està recolzat amb una barra de pistó connectada amb un cap de creu. El capçal creuat s'uneix més a la barra de control de la vàlvula mitjançant un enllaç. Les vàlvules són per al subministrament del vapor, així com per a l'esgotament del vapor utilitzat. La potència del motor generada amb el pistó alternatiu es converteix en un moviment giratori i es transfereix a les barres d'accionament i a les barres d'acoblament que impulsen les rodes.
A les turbines, hi ha dissenys de paletes amb acers per donar un moviment giratori amb el flux de vapor. És possible identificar tres grans avenços tecnològics, que fan que les turbines de vapor siguin més eficients per a les màquines de vapor. Són la direcció del flux de vapor, les propietats de l'acer que s'utilitza per fabricar les pales de la turbina i el mètode de producció de "vapor supercrític".
La tecnologia moderna utilitzada per a la direcció del flux de vapor i el patró de flux és més sofisticada en comparació amb l'antiga tecnologia de flux perifèric. La introducció de l'impacte directe de vapor amb àleps en un angle que produeix una mica o gairebé nul de resistent, dóna la màxima energia del vapor al moviment giratori de les pales de la turbina.
El vapor supercrític es produeix pressionant el vapor normal de manera que les molècules d'aigua del vapor es veuen forçades a un punt que torna a ser més com un líquid, tot conservant les propietats del gas; això té una eficiència energètica excel·lent en comparació amb el vapor calent normal.
Aquests dos avenços tecnològics es van realitzar mitjançant l'ús d'acers d' alta qualitat per fabricar les pales. Així, va ser possible fer funcionar les turbines a velocitats molt altes suportant l' alta pressió del vapor supercrític amb la mateixa quantitat d'energia que l'energia de vapor tradicional sense trencar ni tan sols danyar les pales.
Els inconvenients de les turbines són: índexs de rotació petites, que són la degradació del rendiment amb la reducció de la pressió del vapor o els cabals, temps d'arrencada lents, que és evitar xocs tèrmics en fulles fines d'acer, gran capital cost i l' alta qualitat del vapor que exigeix el tractament de l'aigua d'alimentació.
El principal desavantatge de la màquina de vapor és la seva limitació de la velocitat i la baixa eficiència. L'eficiència normal del motor de vapor és d'un 10-15% i els motors més nous són capaços de funcionar amb una eficiència molt més alta, al voltant del 35% amb la introducció de generadors de vapor compactes i mantenint el motor en condicions sense oli, augmentant així la vida útil del fluid.
Per a sistemes petits, es prefereix la màquina de vapor a les turbines de vapor, ja que l'eficiència de les turbines depèn de la qualitat del vapor i de l' alta velocitat. L'escapament de les turbines de vapor es troba a una temperatura molt alta i, per tant, també té una baixa eficiència tèrmica.
Amb l'elevat cost del combustible utilitzat per als motors de combustió interna, el renaixement de les màquines de vapor és visible actualment. Les màquines de vapor són molt bones per recuperar l'energia residual de moltes fonts, com ara l'escapament de les turbines de vapor. La calor residual de la turbina de vapor s'utilitza a les centrals elèctriques de cicle combinat. A més, permet descarregar el vapor residual com a escapament a temperatures molt baixes.
