Steam Engine vs Steam Turbine
Mens dampmaskine og dampturbine bruger den store latente fordampningsvarme fra damp til kraften, er den største forskel den maksimale omdrejning pr. minut af de effektcyklusser, som begge kunne give. Der er en grænse for antallet af cyklusser pr. minut, der kan forsyne med et dampdrevet frem- og tilbagegående stempel, som er iboende i dets design.
Dampmaskiner i lokomotiver har norm alt dobbeltvirkende stempler, der kører med damp akkumuleret på begge sider alternativt. Stemplet er understøttet med stempelstang forbundet med et krydshoved. Tværhovedet er yderligere fastgjort til ventilkontrolstangen ved hjælp af et led. Ventilerne er til tilførsel af dampen, samt til at udtømme den brugte damp. Motorkraften, der genereres med det frem- og tilbagegående stempel, omdannes til en roterende bevægelse og overføres til drivstængerne og koblingsstængerne, der driver hjulene.
I turbiner er der skovldesign med stål for at give en roterende bevægelse med dampstrømmen. Det er muligt at identificere tre store teknologiske fremskridt, som gør dampturbinerne mere effektive til dampmaskiner. De er dampstrømningsretningen, egenskaberne af stålet, der bruges til at fremstille turbineskovlene og metoden til at producere "superkritisk damp".
Den moderne teknologi, der bruges til dampstrømningsretning og strømningsmønster, er mere sofistikeret sammenlignet med den gamle teknologi med perifer strømning. Indførelsen af direkte dampslag med vinger i en vinkel, der giver lidt eller næsten ingen rygmodstandsdygtighed, giver den maksimale energi af dampen til turbinebladenes roterende bevægelse.
Den superkritiske damp produceres ved at sætte den normale damp under tryk, således at dampens vandmolekyler tvinges til et punkt, så den bliver mere som en væske igen, samtidig med at gasegenskaberne bibeholdes; dette har fremragende energieffektivitet sammenlignet med normal varm damp.
Disse to teknologiske fremskridt blev realiseret gennem brug af højkvalitetsstål til fremstilling af skovle. Så det var muligt at køre turbinerne ved meget høje hastigheder og modstå det høje tryk fra den superkritiske damp for samme mængde energi som traditionel dampkraft uden at knække eller endda beskadige vingerne.
Ulemperne ved turbinerne er: små nedbrydningsforhold, som er forringelsen af ydeevnen med reduktion af damptryk eller strømningshastigheder, langsomme opstartstider, hvilket er for at undgå termiske stød i tynde stålvinger, stor kapital omkostninger og den høje kvalitet af damp, der kræver fodervandsbehandling.
Den største ulempe ved dampmaskine er dens begrænsning af hastigheden og den lave effektivitet. Normal dampmotoreffektivitet er omkring 10 – 15 %, og de nyeste motorer er i stand til at arbejde med meget højere effektivitet, omkring 35 % med introduktionen af kompakte dampgeneratorer og ved at holde motoren i en oliefri tilstand, hvilket øger væskens levetid.
For små systemer foretrækkes dampmaskinen frem for dampturbiner, da effektiviteten af turbiner afhænger af dampkvaliteten og den høje hastighed. Udstødningen fra dampturbinerne har meget høj temperatur og dermed også lav termisk effektivitet.
Med de høje omkostninger ved det brændstof, der bruges til forbrændingsmotorer, er genfødslen af dampmaskiner synlig i øjeblikket. Dampmaskiner er meget gode til at genvinde spildenergi fra mange kilder, herunder dampturbiners udstødning. Spildvarmen fra dampturbinen bruges i kombinerede kraftværker. Det tillader yderligere at udlede spilddampen som udstødning ved meget lave temperaturer.
