Carnotov vs Rankinov cyklus
Carnotov cyklus a Rankinov cyklus sú dva cykly diskutované v termodynamike. Hovorí sa o nich pri tepelných motoroch. Tepelné motory sú zariadenia alebo mechanizmy, ktoré sa používajú na premenu tepla na prácu. Carnotov cyklus je teoretický cyklus, ktorý poskytuje maximálnu účinnosť, akou je možné dosiahnuť motor. Rankinov cyklus je praktický cyklus, z ktorého je možné vypočítať motory v reálnom živote. Je nevyhnutné správne porozumieť týmto dvom cyklom, aby ste vynikli v termodynamike a v akejkoľvek oblasti, ktorá s ňou súvisí. V tomto článku sa budeme zaoberať tým, čo sú Carnotov cyklus a Rankinov cyklus, ich definície, ich aplikácie, podobnosti medzi Carnotovým cyklom a Rankinovým cyklom a nakoniec rozdiel medzi Carnotovým cyklom a Rankinovým cyklom.
Čo je Carnotov cyklus?
Carnotov cyklus je teoretický cyklus, ktorý popisuje tepelný motor. Pred vysvetlením Carnotovho cyklu je potrebné definovať niekoľko pojmov. Zdroj tepla je definovaný ako zariadenie s konštantnou teplotou, ktoré bude poskytovať nekonečné teplo. Chladič je zariadenie s konštantnou teplotou, ktoré bude absorbovať nekonečné množstvo tepla bez zmeny teploty. Motor je zariadenie alebo proces, ktorý premieňa teplo zo zdroja tepla na prácu. Carnotov cyklus sa skladá zo štyroch krokov.
1. Reverzibilná izotermická expanzia plynu - Motor je tepelne spojený so zdrojom. V tomto kroku expandujúci plyn absorbuje teplo zo zdroja a pracuje s okolím. Teplota plynu zostáva konštantná.
2. Reverzibilná adiabatická expanzia plynu - Systém je adiabatický, čo znamená, že nie je možný prenos tepla. Motor je vyňatý zo zdroja a izolovaný. V tomto kroku plyn neabsorbuje žiadne teplo zo zdroja. Piest naďalej pracuje na okolitom prostredí.
3. Reverzibilná izotermická kompresia - Motor je umiestnený na umývadle a tepelne kontaktovaný. Plyn je stlačený tak, aby okolie pracovalo na systéme.
4. Reverzibilná adiabatická kompresia - Motor je vytiahnutý z umývadla a izolovaný. Okolie naďalej pracuje na systéme.
V Carnotovom cykle je celková vykonaná práca daná rozdielom medzi prácou vykonanou na okolí (krok 1 a 2) a prácou vykonanou okolím (krok 3 a 4). Carnotov cyklus je teoreticky najefektívnejší tepelný motor. Účinnosť Carnotovho cyklu závisí iba od teplôt zdroja a ponoru.
Čo je Rankinov cyklus?
Rankinov cyklus je tiež cyklus, ktorý premieňa teplo na prácu. Rankinov cyklus je prakticky používaný cyklus pre systémy pozostávajúce z parnej turbíny. V Rankinovom cykle existujú štyri hlavné procesy
1. Pracovanie tekutiny na vysoký tlak z nízkeho tlaku
2. Zahriatie vysokotlakovej kvapaliny na paru
3. Para sa rozširuje turbínou, ktorá turbínu otáča, a tým generuje energiu
4. Para sa ochladzuje späť do kondenzátora.
Aký je rozdiel medzi Carnotovým cyklom a Rankinovým cyklom?
• Carnotov cyklus je teoretický cyklus, zatiaľ čo Rankinov cyklus je praktický.
• Carnotov cyklus zaisťuje maximálnu účinnosť za ideálnych podmienok, ale Rankinov cyklus zaisťuje prevádzku v reálnych podmienkach.
• Účinnosť dosiahnutá Rankinovým cyklom je vždy nižšia ako účinnosť Carnotovho cyklu.
