Ciclo de Rankine

    Como todo ciclo termodinámico, el ciclo de Rankine ofrece una serie de consideraciones teórico-prácticas destinadas a obtener trabajo a partir de dos fuentes de calor situadas a distinta temperatura. En particular, el de Rankine se asemeja al ciclo que se verifica en la obtención de agua gaseosa a partir de agua líquida y, por ello, fue la base del funcionamiento de la máquina de vapor.

    Aunque las máquinas de vapor han caído en desuso, el ciclo de Rankine se usa aún como fundamento teórico de las centrales térmicas. Ello ha conducido a realizar diversos estudios en torno a sus principios, siempre con la perspectiva de mejorar su rendimiento al máximo.

    En esencia, el dispositivo en el que se emplea este ciclo se compone de una caldera que contiene agua líquida. Dicha caldera es capaz de absorber el calor que se genera al arder un combustible, una turbina y un condensador.

    Al recibir calor, el agua líquida se convierte en vapor, que se inyecta a alta presión en la turbina, provocando su giro. Este movimiento rotatorio puede comunicarse a un pistón, al eje de un alternador, etc. Tras haber provocado su efecto en la turbina, el vapor de agua se recoge en un condensador, que lo enfría hasta obtener un agua líquida que reingresa en la caldera.

    Con este fundamento, las fases del ciclo de Rankine son las siguientes:

    - el agua de la caldera se comprime adiabáticamente;

    - se aumenta la presión del agua;

    - se calienta el agua hasta ebullición;

    - se convierte en vapor de agua y se calienta este vapor;

    - se expande el vapor adiabáticamente;

    - finalmente, se logra la condensación de este vapor, con lo que se regresa al estado inicial.

    Una mejora sencilla introducida en el ciclo es situar sobrecalentadores a la salida de la caldera, lo que supone el ingreso en la turbina de vapor sobrecalentado. Con ello se aumenta la eficiencia del ciclo.