Turbine à vapeurvignette|Le rotor d'une turbine à vapeur moderne utilisée dans une centrale électrique. Une turbine à vapeur est une machine qui extrait l'énergie thermique de la vapeur sous pression et l'utilise pour produire un travail mécanique de rotation de l'arbre de sortie. La version moderne fut inventée par Sir Charles Parsons en 1884. Parce que la turbine génère un mouvement de rotation, elle est particulièrement bien adaptée pour entraîner un générateur électrique ;– environ 90 % de la production d'électricité aux États-Unis (1996) était faite en utilisant des turbines à vapeur.
ChaudièreAu début de l'ère industrielle, le mot chaudière désignait un foyer et son échangeur dans les grosses installations de cuisine et de chauffage, dans les machines à vapeur et les locomotives à vapeur. Dans son acception moderne, il désigne un appareil (voire une installation industrielle, selon sa puissance) permettant de transférer en continu de l'énergie thermique à un fluide caloporteur (le plus généralement de l'eau). L'énergie thermique transférée (source de chaleur) peut être soit la chaleur dégagée par la combustion (de charbon, de fioul, de gaz, de bois, de déchets, etc.
Machine à vapeurLa machine à vapeur est un moteur à combustion externe qui transforme l'énergie thermique de la vapeur d'eau (produite par une ou des chaudières) en énergie mécanique. Les évolutions les plus significatives de cette invention datent du . Comme première source d'énergie mécanique maîtrisée par l'homme (contrairement à l'énergie hydraulique, marémotrice ou éolienne, qui nécessitent des sites spéciaux et que l'on ne peut actionner facilement à la demande), elle a une importance majeure lors de la révolution industrielle.
Chaudière à tubes d'eaulang=fr|vignette|droite|540px|Schéma d'une chaudière à tubes d'eau. Une chaudière à tubes d'eau ou chaudière multitubulaire est une chaudière dans laquelle l'eau circule à l'intérieur de tubes chauffés par des gaz. Dans une chaudière à tubes d'eau, à l'inverse des chaudière dites « à tubes de fumée » dans lesquelles les gaz de combustion traversent par des tubes le réservoir d'eau, c'est l'eau qui circule à l'intérieur des tubes chauffés par les gaz.
Boiler explosionA boiler explosion is a catastrophic failure of a boiler. There are two types of boiler explosions. One type is a failure of the pressure parts of the steam and water sides. There can be many different causes, such as failure of the safety valve, corrosion of critical parts of the boiler, or low water level. Corrosion along the edges of lap joints was a common cause of early boiler explosions. The second kind is a fuel/air explosion in the furnace, which would more properly be termed a firebox explosion.
Chaudière à tubes de fuméesUne chaudière à tubes de fumées est un type de chaudière dans laquelle des gaz chauds passent d'un feu à un ou plusieurs tubes traversant un récipient d'eau étanche. La chaleur des gaz est transférée à travers les parois des tubes par conduction thermique, chauffant l'eau et créant finalement de la vapeur. La chaudière à tubes de fumées est le troisième des quatre grands types historiques de chaudières : les chaudières à réservoir basse pression ou "botte de foin" (haystack), les chaudières à tubes de fumée avec un ou deux grands conduits, les chaudières à tubes de fumée avec de nombreux petits tubes et les chaudières à tubes d'eau haute pression.
Boiler (power generation)A boiler or steam generator is a device used to create steam by applying heat energy to water. Although the definitions are somewhat flexible, it can be said that older steam generators were commonly termed boilers and worked at low to medium pressure () but, at pressures above this, it is more usual to speak of a steam generator. A boiler or steam generator is used wherever a source of steam is required.
Rendement (physique)En physique, le rendement est défini comme une grandeur sans dimension qui caractérise l'efficacité d'une transformation, physique ou chimique. En physique, la grandeur caractérise généralement la conversion d'une forme d'énergie en une autre. Pour un système réalisant une conversion d'énergie (transformateur, moteur, pompe à chaleur), le rendement est défini par certains auteurs comme étant le rapport entre l'énergie recueillie en sortie et l'énergie fournie en entrée, qui confond alors les termes d'efficacité thermodynamique et de rendement thermodynamique.
SteamSteam is a substance containing water in the gas phase, and sometimes also an aerosol of liquid water droplets, or air. This may occur due to evaporation or due to boiling, where heat is applied until water reaches the enthalpy of vaporization. Steam that is saturated or superheated (water vapor) is invisible; however, wet steam, a visible mist or aerosol of water droplets, is often referred to as "steam".
Condenseur par surfacevignette|Surface condenser Un condenseur par surface (en anglais surface condenser) est un terme couramment utilisé pour désigner un échangeur de chaleur coque et tube refroidi à l'eau, installé sur le flux de vapeur d'échappement d'une turbine à vapeur dans des centrales thermiques. Ces condenseurs sont des échangeurs de chaleur qui convertissent la vapeur de son état gazeux à son état liquide à une pression inférieure à la pression atmosphérique. Lorsque l’eau de refroidissement est rare, un condenseur à air est souvent utilisé.
Feedwater heaterA feedwater heater is a power plant component used to pre-heat water delivered to a steam generating boiler. Preheating the feedwater reduces the irreversibilities involved in steam generation and therefore improves the thermodynamic efficiency of the system. This reduces plant operating costs and also helps to avoid thermal shock to the boiler metal when the feedwater is introduced back into the steam cycle. In a steam power plant (usually modeled as a modified Rankine cycle), feedwater heaters allow the feedwater to be brought up to the saturation temperature very gradually.
Turbinevignette|alt=|Rotors de turbines à vapeur de la centrale nucléaire de Philippsburg. Une turbine est un dispositif rotatif convertissant partiellement l'énergie interne d'un fluide, liquide (comme l'eau) ou gazeux (vapeur, air, gaz de combustion), en énergie mécanique au moyen d'aubes disposées sur un arbre tournant à grande vitesse. L'énergie entrante du fluide est caractérisée notamment par sa vitesse, sa pression, son enthalpie.
Vertical boilerA vertical boiler is a type of fire-tube or water-tube boiler where the boiler barrel is oriented vertically instead of the more common horizontal orientation. Vertical boilers were used for a variety of steam-powered vehicles and other mobile machines, including early steam locomotives. Many different tube arrangements have been used.
ParameterA parameter (), generally, is any characteristic that can help in defining or classifying a particular system (meaning an event, project, object, situation, etc.). That is, a parameter is an element of a system that is useful, or critical, when identifying the system, or when evaluating its performance, status, condition, etc. Parameter has more specific meanings within various disciplines, including mathematics, computer programming, engineering, statistics, logic, linguistics, and electronic musical composition.
Efficacité énergétique (thermodynamique)En physique et ingénierie mécanique, l'efficacité énergétique (ou efficacité thermodynamique) est un nombre sans dimension, qui est le rapport entre ce qui peut être récupéré utilement de la machine sur ce qui a été dépensé pour la faire fonctionner. Aux États-Unis, pour les appareils et équipements résidentiels, elle est déterminée par le facteur énergétique (energy factor). Cette notion est souvent confondue avec une définition du rendement thermodynamique, pour des systèmes dont l'efficacité énergétique théorique maximale est inférieure à un, comme les moteurs dithermes ou les moteurs électriques.
Efficiencethumb|John Houbolt expliquant le scénario du rendez-vous en orbite lunaire. L'efficience est la consommation des ressources utilisées (intrants, matière ou énergie) dans la production d'un résultat (extrant). C'est un composant important de la mesure de la performance. On parle parfois d'efficience matérielle. Elle se mesure à partir de rapports entre les résultats obtenus et les ressources utilisées.
Fuel efficiencyFuel efficiency is a form of thermal efficiency, meaning the ratio of effort to result of a process that converts chemical potential energy contained in a carrier (fuel) into kinetic energy or work. Overall fuel efficiency may vary per device, which in turn may vary per application, and this spectrum of variance is often illustrated as a continuous . Non-transportation applications, such as industry, benefit from increased fuel efficiency, especially fossil fuel power plants or industries dealing with combustion, such as ammonia production during the Haber process.
Condensing steam locomotiveA condensing steam locomotive is a type of locomotive designed to recover exhaust steam, either in order to improve range between taking on boiler water, or to reduce emission of steam inside enclosed spaces. The apparatus takes the exhaust steam that would normally be used to produce a draft for the firebox, and routes it through a heat exchanger, into the boiler water tanks. Installations vary depending on the purpose, design and the type of locomotive to which it is fitted.
Turbine de TeslaLa turbine de Tesla est un type de turbine « sans pales » breveté par Nikola Tesla en 1913. La turbine de Tesla est également connue sous les noms de turbine à couche limite, turbine à cohésion, et en anglais : boundary layer turbine, cohesion-type turbine, et Prandtl layer turbine (d'après Ludwig Prandtl). Une des applications envisagées par Tesla pour cette turbine était l'énergie géothermique, qui est décrite dans On Future Motive Power. Une turbine de Tesla consiste en un axe portant un ensemble de disques lisses faiblement espacés.
Compresseur axialLe compresseur axial est un type de compresseur mécanique dont le flux gazeux, de plus en plus comprimé, suit l'axe de rotation, et dont le fluide de sortie a un mouvement axial. Le compresseur axial génère un flux continu de gaz comprimé . Il est nécessaire d'avoir plusieurs étages de d'aubes pour obtenir des pressions élevées et des taux de compression équivalents à ceux d'un compresseur centrifuge. Un compresseur axial est composé d'éléments en rotation et d'éléments statiques: l'arbre central, guidé par des paliers et une butée, est composé d'anneaux composés eux-mêmes d'aubes rotoriques et statoriques.
