Carnotov vs. Rankinov cikel
Carnotov cikel in Rankinov cikel sta dva cikla, o katerih razpravlja termodinamika. Te so obravnavane pod toplotnimi motorji. Toplotni stroji so naprave ali mehanizmi, ki se uporabljajo za pretvarjanje toplote v delo. Carnotov cikel je teoretični cikel, ki daje največjo učinkovitost, ki jo lahko doseže motor. Rankinov cikel je praktičen cikel, ki se lahko uporablja za izračun motorjev v resničnem življenju. Bistvenega pomena je pravilno razumevanje teh dveh ciklov, da bi blesteli v termodinamiki in vseh področjih, povezanih z njo. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta Carnotov cikel in Rankinov cikel, njuni definiciji, njuni uporabi, podobnosti med Carnotovim ciklom in Rankinovim ciklom ter končno razlika med Carnotovim ciklom in Rankinovim ciklom.
Kaj je Carnotov cikel?
Carnotov cikel je teoretični cikel, ki opisuje toplotni stroj. Pred razlago Carnotovega cikla je treba definirati nekaj izrazov. Vir toplote je opredeljen kot naprava s konstantno temperaturo, ki bo zagotavljala neskončno toploto. Hladilnik je naprava s konstantno temperaturo, ki absorbira neskončno količino toplote brez spreminjanja temperature. Motor je naprava ali proces, ki pretvarja toploto iz vira toplote v delo. Carnotov cikel je sestavljen iz štirih korakov.
1. Reverzibilna izotermna ekspanzija plina – Motor je toplotno povezan z virom. V tem koraku plin, ki se širi, absorbira toploto iz vira in deluje na okolico. Temperatura plina ostane konstantna.
2. Reverzibilna adiabatna ekspanzija plina – Sistem je adiabatski, kar pomeni, da prenos toplote ni mogoč. Motor je vzet iz vira in izoliran. V tem koraku plin ne absorbira toplote iz vira. Bat nadaljuje z delom na okolici.
3. Reverzibilna izotermna kompresija – motor je postavljen na ponor in je v termičnem stiku. Plin je stisnjen tako, da okolica opravlja delo na sistemu.
4. Reverzibilna adiabatna kompresija – Motor se vzame iz ponora in izolira. Okolica še naprej opravlja delo v sistemu.
V Carnotovem ciklu je skupno opravljeno delo podano z razliko med delom, opravljenim v okolici (korak 1 in 2) in delom, ki ga opravi okolica (korak 3 in 4). Carnotov cikel je teoretično najučinkovitejši toplotni stroj. Učinkovitost Carnotovega cikla je odvisna samo od temperature vira in ponora.
Kaj je Rankinov cikel?
Rankinov cikel je tudi cikel, ki pretvarja toploto v delo. Rankinov cikel je praktično uporabljen cikel za sisteme, sestavljene iz parne turbine. V Rankinovem ciklu so štirje glavni procesi
1. Pretvorba tekočine v visok tlak iz nizkega tlaka
2. Segrevanje visokotlačne tekočine v paro
3. Hlapi se širijo skozi turbino, ki vrti turbino in tako ustvarja moč
4. Hlapi se ohladijo nazaj v kondenzatorju.
Kakšna je razlika med Carnotovim ciklom in Rankinovim ciklom?
• Carnotov cikel je teoretični cikel, medtem ko je Rankinov cikel praktičen.
• Carnotov cikel zagotavlja največjo učinkovitost v idealnih pogojih, Rankinov cikel pa zagotavlja delovanje v realnih pogojih.
• Učinkovitost, pridobljena z Rankinovim ciklom, je vedno nižja od učinkovitosti Carnotovega cikla.
