Carnot vs Rankine ciklus
A Carnot-ciklus és a Rankine-ciklus két ciklust tárgyal a termodinamikában. Ezeket a hőmotorok tárgyalják. A hőmotorok olyan eszközök vagy mechanizmusok, amelyek a hő munkává történő átalakítására szolgálnak. A Carnot-ciklus egy elméleti ciklus, amely megadja a motor által elérhető maximális hatékonyságot. A Rankine ciklus egy gyakorlati ciklus, amely felhasználható a valós motorok kiszámításához. Elengedhetetlen a megfelelő megértés ebben a két ciklusban annak érdekében, hogy kitűnjön a termodinamikában és az ahhoz kapcsolódó bármely területen. Ebben a cikkben azt fogjuk megvitatni, hogy mi a Carnot-ciklus és a Rankine-ciklus, azok definíciói, alkalmazásaik, a Carnot-ciklus és a Rankine-ciklus közötti hasonlóságok, végül a Carnot-ciklus és a Rankine-ciklus közötti különbség.
Mi az a Carnot Cycle?
A Carnot-ciklus egy elméleti ciklus, amely egy hőmotort ír le. A Carnot-ciklus magyarázata előtt néhány kifejezést meg kell határozni. A hőforrás állandó hőmérsékletű eszköz, amely végtelen hőt szolgáltat. A hűtőborda állandó hőmérsékletű készülék, amely végtelen mennyiségű hőt vesz fel a hőmérséklet megváltoztatása nélkül. A motor az az eszköz vagy folyamat, amely a hőforrásból származó hőt munkává alakítja. A Carnot-ciklus négy lépésből áll.
1. A gáz reverzibilis izotermikus tágulása - A motor termikusan csatlakozik a forráshoz. Ebben a lépésben a táguló gáz elnyeli a forrástól származó hőt, és a környéken dolgozik. A gáz hőmérséklete állandó marad.
2. A gáz visszafordítható adiabatikus tágulása - A rendszer adiabatikus, vagyis hőátadás nem lehetséges. A motort kiveszik a forrásból és szigetelték. Ebben a lépésben a gáz nem szív fel semmilyen hőt a forrásból. A dugattyú továbbra is dolgozik a környéken.
3. Reverzibilis izotermikus kompresszió - A motort a mosogatóra helyezzük és hővel érintkeztetjük. A gázt összenyomják, így a környező munkát végez a rendszeren.
4. Reverzibilis adiabatikus kompresszió - A motort kivesszük a mosogatóból és szigeteljük. A környező továbbra is dolgozik a rendszeren.
A Carnot ciklusban az összes elvégzett munkát a környéken végzett munka (1. és 2. lépés) és a környezet által végzett munka (3. és 4. lépés) különbsége adja. A Carnot-ciklus a leghatékonyabb hőmotor elméletileg. A Carnot-ciklus hatékonysága csak a forrás és a mosogató hőmérsékletétől függ.
Mi a Rankine Cycle?
A Rankine ciklus egyben egy olyan ciklus is, amely a hőt munkává alakítja. A Rankine-ciklus egy gőzturbinából álló rendszerek gyakorlatilag használt ciklusa. A Rankine-ciklusban négy fő folyamat van
1. A folyadék nagy nyomássá alakítása alacsony nyomásból
2. A nagynyomású folyadék gőzzé melegítése
3. A gőz a turbinát forgatva egy turbinán tágul, ezáltal áramot termel
4. A gőzt visszahűtik a kondenzátor belsejébe.
Mi a különbség a Carnot ciklus és a Rankine ciklus között?
• A Carnot-ciklus elméleti, míg a Rankine-ciklus gyakorlati.
• A Carnot-ciklus biztosítja a maximális hatékonyságot ideális körülmények között, de a Rankine-ciklus biztosítja a működést valós körülmények között.
• A Rankine-ciklus által elért hatékonyság mindig alacsonyabb, mint a Carnot-ciklusé.
