Steam Engine กับ Steam Turbine
ในขณะที่เครื่องยนต์ไอน้ำและกังหันไอน้ำใช้ความร้อนแฝงขนาดใหญ่ของการกลายเป็นไอของไอน้ำเป็นพลังงาน ความแตกต่างที่สำคัญคือการปฏิวัติสูงสุดต่อนาทีของรอบพลังงานที่ทั้งสองสามารถให้ได้ มีการจำกัดจำนวนรอบต่อนาทีที่สามารถให้ลูกสูบแบบลูกสูบที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำซึ่งมีอยู่ในการออกแบบ
รถจักรไอน้ำในหัวรถจักร ปกติจะมีลูกสูบแบบดับเบิ้ลที่วิ่งด้วยไอน้ำสะสมที่หน้าทั้งสองข้างหรืออีกทางหนึ่ง ลูกสูบรองรับก้านลูกสูบที่เชื่อมต่อกับหัวไขว้ ครอสเฮดถูกต่อเข้ากับแกนควบคุมวาล์วเพิ่มเติมด้วยข้อต่อวาล์วสำหรับจ่ายไอน้ำและสำหรับระบายไอน้ำที่ใช้แล้ว กำลังเครื่องยนต์ที่เกิดจากลูกสูบแบบลูกสูบจะถูกแปลงเป็นแบบหมุนและถ่ายโอนไปยังแกนขับเคลื่อนและก้านคัปปลิ้งที่ขับเคลื่อนล้อ
ในกังหันมีการออกแบบใบพัดด้วยเหล็กเพื่อให้มีการเคลื่อนไหวแบบหมุนด้วยการไหลของไอน้ำ เป็นไปได้ที่จะระบุความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่สำคัญสามประการ ซึ่งทำให้กังหันไอน้ำมีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับเครื่องยนต์ไอน้ำ คือทิศทางการไหลของไอน้ำ คุณสมบัติของเหล็กที่ใช้ในการผลิตใบพัดกังหัน และวิธีการผลิต “ไอน้ำวิกฤตยิ่งยวด”
เทคโนโลยีสมัยใหม่ที่ใช้สำหรับทิศทางการไหลของไอน้ำและรูปแบบการไหลของไอน้ำนั้นซับซ้อนกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีแบบเก่าของการไหลของอุปกรณ์ต่อพ่วง การแนะนำการกระแทกโดยตรงของไอน้ำด้วยใบมีดที่ทำมุมซึ่งทำให้เกิดการต้านทานการต้านกลับเพียงเล็กน้อยหรือแทบไม่มีเลย จะให้พลังงานสูงสุดของไอน้ำกับการเคลื่อนที่แบบหมุนของใบพัดกังหัน
ไอน้ำวิกฤตยิ่งยวดเกิดขึ้นจากแรงดันไอน้ำปกติ โมเลกุลของน้ำของไอน้ำจะถูกบังคับไปยังจุดที่มันจะกลายเป็นของเหลวอีกครั้งโดยที่ยังคงสมบัติของแก๊สไว้ มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีเยี่ยมเมื่อเทียบกับไอน้ำร้อนทั่วไป
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทั้งสองนี้เกิดขึ้นจากการใช้เหล็กคุณภาพสูงในการผลิตใบพัด ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะเรียกใช้กังหันด้วยความเร็วสูงมากโดยทนต่อแรงดันไอน้ำวิกฤตยิ่งยวดสูงด้วยพลังงานปริมาณเท่ากันกับพลังไอน้ำแบบเดิมโดยไม่ทำให้ใบมีดเสียหายหรือเสียหาย
ข้อเสียของเทอร์ไบน์คือ อัตราส่วน Turndown เล็กๆ ซึ่งเป็นการเสื่อมของประสิทธิภาพด้วยการลดแรงดันไอน้ำหรืออัตราการไหล เวลาสตาร์ทเครื่องช้า ซึ่งก็คือเพื่อหลีกเลี่ยงการกระแทกจากความร้อนในใบมีดเหล็กบาง ทุนขนาดใหญ่ ต้นทุนและคุณภาพของไอน้ำที่ต้องการการบำบัดน้ำป้อน
ข้อเสียเปรียบหลักของเครื่องจักรไอน้ำคือการจำกัดความเร็วและประสิทธิภาพต่ำ ประสิทธิภาพเครื่องยนต์ไอน้ำปกติอยู่ที่ประมาณ 10 – 15% และเครื่องยนต์ใหม่ล่าสุดสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงขึ้นมาก ประมาณ 35% ด้วยการเปิดตัวเครื่องกำเนิดไอน้ำขนาดกะทัดรัดและโดยการรักษาเครื่องยนต์ให้อยู่ในสภาพที่ปราศจากน้ำมันจึงช่วยยืดอายุการใช้งานของของเหลว
สำหรับระบบขนาดเล็ก เครื่องยนต์ไอน้ำเป็นที่นิยมสำหรับกังหันไอน้ำเนื่องจากประสิทธิภาพของกังหันขึ้นอยู่กับคุณภาพของไอน้ำและความเร็วสูง ไอเสียของกังหันไอน้ำอยู่ที่อุณหภูมิสูงมากและประสิทธิภาพเชิงความร้อนต่ำด้วย
ด้วยต้นทุนเชื้อเพลิงที่สูงสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน การเกิดใหม่ของเครื่องยนต์ไอน้ำจึงปรากฏให้เห็นในปัจจุบัน เครื่องยนต์ไอน้ำสามารถดึงพลังงานเสียจากแหล่งต่างๆ กลับมาได้ดีมาก รวมถึงไอเสียของกังหันไอน้ำด้วย ความร้อนเหลือทิ้งจากกังหันไอน้ำใช้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม นอกจากนี้ยังช่วยให้ปล่อยไอน้ำเสียออกเมื่อระบายออกในอุณหภูมิที่ต่ำมาก
