Carnot vs Rankine-cykel
Carnot-cykel och Rankine-cykel är två cykler som diskuteras inom termodynamik. Dessa diskuteras under värmemotorer. Värmemotorer är enheter eller mekanismer som används för att omvandla värme till arbete. Carnot-cykel är en teoretisk cykel, som ger den maximala verkningsgraden som kan erhållas av en motor. Rankine cycle är en praktisk cykel som kan användas för att beräkna verkliga motorer. Det är viktigt att ha en ordentlig förståelse i dessa två cykler för att kunna utmärka sig inom termodynamik och alla områden som rör den. I den här artikeln kommer vi att diskutera vad Carnot-cykel och Rankine-cykel är, deras definitioner, deras tillämpningar, likheterna mellan Carnot-cykel och Rankine-cykel, och slutligen skillnaden mellan Carnot-cykel och Rankine-cykel.
Vad är Carnot Cycle?
Carnot-cykeln är en teoretisk cykel, som beskriver en värmemotor. Innan Carnot-cykeln förklaras måste några termer definieras. Värmekälla definieras som en konstant temperaturanordning, som kommer att ge oändlig värme. Kylflänsen är en enhet med konstant temperatur, som kommer att absorbera oändlig mängd värme utan att ändra temperaturen. Motorn är enheten eller processen, som omvandlar värme från värmekällan till arbete. Carnot-cykeln består av fyra steg.
1. Reversibel isotermisk expansion av gasen – Motorn är termiskt ansluten till källan. I detta steg absorberar den expanderande gasen värme från källan och fungerar på omgivningen. Gasens temperatur förblir konstant.
2. Reversibel adiabatisk expansion av gasen – Systemet är adiabatiskt vilket innebär att ingen värmeöverföring är möjlig. Motorn tas ur källan och isoleras. I detta steg absorberar inte gasen någon värme från källan. Kolven fortsätter att arbeta på omgivningen.
3. Reversibel isotermisk kompression – Motorn placeras på diskbänken och kommer i termisk kontakt. Gasen komprimeras så att omgivningen gör arbete på systemet.
4. Reversibel adiabatisk kompression – Motorn tas ur diskbänken och isoleras. Omgivningen fortsätter att arbeta med systemet.
I Carnot-cykeln ges det totala utförda arbetet av skillnaden mellan det arbete som utförs på omgivningen (steg 1 och 2) och det arbete som utförs av omgivningen (steg 3 och 4). Carnot-cykeln är den mest effektiva värmemotorn i teorin. Carnot-cykelns effektivitet beror endast på temperaturen på källan och diskbänken.
Vad är Rankine Cycle?
Rankinecykeln är också en cykel som omvandlar värme till arbete. Rankine-cykeln är en praktiskt använd cykel för system som består av en ångturbin. Det finns fyra huvudprocesser i Rankine-cykeln
1. Bearbetning av vätska till högt tryck från ett lågt tryck
2. Uppvärmningen av högtrycksvätskan till en ånga
3. Ångan expanderar genom en turbin som vrider turbinen och genererar därmed kraft
4. Ångan kyls tillbaka inuti kondensorn.
Vad är skillnaden mellan Carnot Cycle och Rankine Cycle?
• Carnot-cykeln är en teoretisk cykel medan Rankine-cykeln är en praktisk.
• Carnot-cykeln säkerställer maximal effektivitet under idealiska förhållanden, men Rankine-cykeln säkerställer driften under verkliga förhållanden.
• Verkningsgraden som uppnås med Rankine-cykeln är alltid lägre än den för Carnot-cykeln.
