Carnot vs Rankine syklus
Carnot syklus og Rankine syklus er to sykluser diskutert i termodynamikk. Disse er diskutert under varmemotorer. Varmemotorer er enheter eller mekanismer som brukes til å konvertere varme til arbeid. Carnot-syklus er en teoretisk syklus som gir maksimal effektivitet som en motor kan oppnå. Rankinesyklus er en praktisk syklus, som kan brukes til å beregne virkelige motorer. Det er viktig å ha en riktig forståelse i disse to syklusene for å utmerke seg i termodynamikk og ethvert felt som har tilknytning til det. I denne artikkelen skal vi diskutere hva Carnot syklus og Rankine syklus er, deres definisjoner, deres applikasjoner, likhetene mellom Carnot syklus og Rankine syklus, og til slutt forskjellen mellom Carnot syklus og Rankine syklus.
Hva er Carnot Cycle?
Carnot-syklus er en teoretisk syklus som beskriver en varmemotor. Før du forklarer Carnot-syklusen, må få begreper defineres. Varmekilde er definert som en enhet med konstant temperatur, som vil gi uendelig varme. Varmeavlederen er en enhet med konstant temperatur som absorberer uendelig mye varme uten å endre temperaturen. Motoren er enheten eller prosessen som omdanner varme fra varmekilden til arbeid. Carnot-syklusen består av fire trinn.
1. Reversibel isoterm ekspansjon av gassen - Motoren er termisk koblet til kilden. I dette trinnet absorberer den ekspanderende gassen varme fra kilden og fungerer på omgivelsene. Gassens temperatur forblir konstant.
2. Reversibel adiabatisk utvidelse av gassen - Systemet er adiabatisk, noe som betyr at ingen varmeoverføring er mulig. Motoren tas ut av kilden og isoleres. I dette trinnet absorberer ikke gassen noe varme fra kilden. Stempelet fortsetter å jobbe med omgivelsene.
3. Reversibel isotermisk kompresjon - Motoren er plassert på vasken og termisk kontaktet. Gassen komprimeres slik at omgivelsene gjør arbeid på systemet.
4. Reversibel adiabatisk kompresjon - Motoren tas ut av vasken og isoleres. Omgivelsene fortsetter å jobbe med systemet.
I Carnot-syklusen er det totale utførte arbeidet gitt av forskjellen mellom arbeidet som er utført på omgivelsene (trinn 1 og 2) og arbeidet som er utført av omgivelsene (trinn 3 og 4). Carnot-syklus er den mest effektive varmemotoren i teorien. Effektiviteten til Carnot-syklusen avhenger bare av temperaturen i kilden og vasken.
Hva er Rankine Cycle?
Rankinesyklus er også en syklus som omdanner varme til arbeid. Rankinesyklusen er en praktisk brukt syklus for systemer som består av en dampturbin. Det er fire hovedprosesser i Rankine-syklusen
1. Arbeid av væske til høyt trykk fra et lavt trykk
2. Oppvarming av høytrykksvæsken til en damp
3. Dampen ekspanderer gjennom en turbin som snur turbinen og genererer dermed kraft
4. Dampen kjøles ned igjen i kondensatoren.
Hva er forskjellen mellom Carnot Cycle og Rankine Cycle?
• Carnot-syklus er en teoretisk syklus, mens Rankine-syklusen er praktisk.
• Carnot-syklus sørger for maksimal effektivitet under ideelle forhold, men Rankine-syklusen sikrer drift under reelle forhold.
• Effektiviteten oppnådd av Rankine-syklusen er alltid lavere enn Carnot-syklusen.
