Steam Engine vs Steam Turbine
Nors garo variklis ir garo turbina naudoja didelę latentinę garų garavimo šilumą energijai gauti, pagrindinis skirtumas yra didžiausias galios ciklų apsisukimas per minutę, kurį abu galėtų užtikrinti. Yra ribotas ciklų per minutę skaičius, kurį gali užtikrinti garais varomas stūmoklis, būdingas jo konstrukcijai.
Lokomotyvų garo varikliuose paprastai veikia dvigubo veikimo stūmokliai, o garai kaupiasi abiejose pusėse pakaitomis. Stūmoklis palaikomas stūmoklio strypu, sujungtu su kryžmine galvute. Kryžminė galvutė toliau pritvirtinama prie vožtuvo valdymo strypo jungtimi. Vožtuvai skirti garams tiekti, taip pat panaudotiems garams išleisti. Variklio galia, sukurta naudojant stūmoklį su stūmokliu, paverčiama sukamuoju judesiu ir perkeliama į varomuosius strypus ir sukabinimo strypus, kurie varo ratus.
Turbinose yra plieninių mentelių konstrukcijos, užtikrinančios sukamąjį judėjimą garų srautu. Galima nustatyti tris pagrindinius technologinius pasiekimus, dėl kurių garo turbinos yra efektyvesnės garo varikliams. Tai yra garo srauto kryptis, plieno, naudojamo turbinos mentėms gaminti, savybės ir „superkritinio garo“gamybos būdas.
Šiuolaikinė technologija, naudojama garų srauto krypčiai ir srauto modeliui nustatyti, yra sudėtingesnė, palyginti su senąja periferinio srauto technologija. Tiesioginio garo smūgio su menčių įvedimas kampu, dėl kurio šiek tiek arba beveik nėra atsparumo atgal, didžiausia garo energija sukamajam turbinos menčių judėjimui.
Superkritiniai garai gaminami spaudžiant įprastus garus taip, kad garų vandens molekulės būtų priverstos iki tokio lygio, kad jie vėl taptų panašesni į skystį, išlaikant dujų savybes; tai yra puikus energijos vartojimo efektyvumas, palyginti su įprastais karštais garais.
Šios dvi technologinės pažangos buvo įgyvendintos naudojant aukštos kokybės plieną mentėms gaminti. Taigi turbinas buvo galima paleisti daug dideliu greičiu, atlaikant aukštą superkritinių garų slėgį, tiekiant tiek pat energijos kiekiui, kiek naudojant tradicinį garą, nesulaužant ar net nepažeidžiant menčių.
Turbinų trūkumai yra šie: mažas apsisukimo koeficientas, dėl kurio pablogėja našumas, mažėjant garo slėgiui ar srautui, lėtas paleidimo laikas, o tai yra, siekiant išvengti šiluminių smūgių plonose plieninėse mentėse, didelis kapitalas kaina ir aukšta garų reikalaujančio vandens valymo kokybė.
Pagrindinis garo variklio trūkumas yra jo greičio apribojimas ir mažas efektyvumas. Įprastas garo variklio efektyvumas yra apie 10–15 %, o naujausi varikliai gali dirbti daug didesniu efektyvumu – apie 35 %, įdiegus kompaktiškus garo generatorius ir išlaikant variklį be alyvos, taip pailginant skysčio tarnavimo laiką.
Mažose sistemose pirmenybė teikiama garo varikliui, o ne garo turbinoms, nes turbinų efektyvumas priklauso nuo garo kokybės ir didelio greičio. Garo turbinų išmetamųjų dujų temperatūra yra labai aukšta, todėl šiluminis efektyvumas taip pat mažas.
Dėl didelių vidaus degimo varikliams naudojamų degalų kainų šiuo metu matomas garo variklių atgimimas. Garo varikliai labai gerai surenka atliekų energiją iš daugelio š altinių, įskaitant garo turbinų išmetamąsias dujas. Garo turbinos atliekinė šiluma naudojama kombinuoto ciklo elektrinėse. Be to, jis leidžia išleisti garus kaip išmetamąsias dujas esant labai žemai temperatūrai.
