Ciclul Carnot vs Rankine
Ciclul Carnot și ciclul Rankine sunt două cicluri discutate în termodinamică. Acestea sunt discutate la motoarele termice. Motoarele termice sunt dispozitive sau mecanisme care sunt folosite pentru a transforma căldura în muncă. Ciclul Carnot este un ciclu teoretic, care oferă randamentul maxim pe care îl poate obține un motor. Ciclul Rankine este un ciclu practic, care poate fi folosit pentru a calcula motoarele din viața reală. Este vital să avem o înțelegere adecvată în aceste două cicluri pentru a excela în termodinamică și în orice domeniu legat de aceasta. În acest articol, vom discuta ce sunt ciclul Carnot și ciclul Rankine, definițiile lor, aplicațiile lor, asemănările dintre ciclul Carnot și ciclul Rankine și, în final, diferența dintre ciclul Carnot și ciclul Rankine.
Ce este ciclul Carnot?
Ciclul Carnot este un ciclu teoretic, care descrie un motor termic. Înainte de a explica ciclul Carnot, trebuie definiți câțiva termeni. Sursa de căldură este definită ca un dispozitiv cu temperatură constantă, care va furniza căldură infinită. Radiatorul de căldură este un dispozitiv cu temperatură constantă, care va absorbi o cantitate infinită de căldură fără a modifica temperatura. Motorul este dispozitivul sau procesul care transformă căldura de la sursa de căldură în lucru. Ciclul Carnot constă din patru pași.
1. Expansiunea izotermă reversibilă a gazului – Motorul este conectat termic cu sursa. În acest pas, gazul în expansiune absoarbe căldură de la sursă și lucrează asupra mediului înconjurător. Temperatura gazului rămâne constantă.
2. Expansiunea adiabatică reversibilă a gazului – Sistemul este adiabatic, ceea ce înseamnă că nu este posibil niciun transfer de căldură. Motorul este scos din sursă și izolat. În această etapă, gazul nu absoarbe nicio căldură din sursă. Pistonul continuă să lucreze la împrejurimi.
3. Compresie izotermă reversibilă – Motorul este plasat pe chiuvetă și contactat termic. Gazul este comprimat astfel încât împrejurimile lucrează la sistem.
4. Compresie adiabatică reversibilă – Motorul este scos din chiuvetă și izolat. Împrejurimile continuă să lucreze la sistem.
În ciclul Carnot, munca totală efectuată este dată de diferența dintre munca efectuată asupra împrejurimilor (pasul 1 și 2) și munca efectuată de împrejurimi (etapa 3 și 4). Ciclul Carnot este cel mai eficient motor termic din teorie. Eficiența ciclului Carnot depinde numai de temperaturile sursei și chiuvetei.
Ce este ciclul Rankine?
Ciclul Rankine este, de asemenea, un ciclu care transformă căldura în muncă. Ciclul Rankine este un ciclu utilizat practic pentru sistemele constând dintr-o turbină cu vapori. Există patru procese principale în ciclul Rankine
1. Trecerea fluidului la presiune în altă de la o presiune joasă
2. Încălzirea fluidului de în altă presiune într-un vapor
3. Vaporii se extind printr-o turbină rotind turbina, generând astfel putere
4. Vaporii sunt răciți înapoi în interiorul condensatorului.
Care este diferența dintre ciclul Carnot și ciclul Rankine?
• Ciclul Carnot este un ciclu teoretic, în timp ce ciclul Rankine este unul practic.
• Ciclul Carnot asigură eficiența maximă în condiții ideale, dar ciclul Rankine asigură funcționarea în condiții reale.
• Eficiența obținută de ciclul Rankine este întotdeauna mai mică decât cea a ciclului Carnot.
