Carnotov vs. Rankinov cyklus
Carnotov cyklus a Rankinov cyklus sú dva cykly diskutované v termodynamike. Tieto sú diskutované pod tepelnými motormi. Tepelné motory sú zariadenia alebo mechanizmy, ktoré sa používajú na premenu tepla na prácu. Carnotov cyklus je teoretický cyklus, ktorý poskytuje maximálnu účinnosť, ktorú môže motor dosiahnuť. Rankinov cyklus je praktický cyklus, ktorý možno použiť na výpočet motorov v reálnom živote. Je nevyhnutné správne porozumieť týmto dvom cyklom, aby ste mohli vynikať v termodynamike a akejkoľvek oblasti, ktorá s ňou súvisí. V tomto článku budeme diskutovať o tom, 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 množstvo tepla. Chladič je zariadenie s konštantnou teplotou, ktoré absorbuje nekonečné množstvo tepla bez zmeny teploty. Motor je zariadenie alebo proces, ktorý premieňa teplo zo zdroja tepla na prácu. Carnotov cyklus pozostáva zo štyroch krokov.
1. Reverzibilná izotermická expanzia plynu – Motor je tepelne spojený so zdrojom. V tomto kroku expandujúci plyn absorbuje teplo zo zdroja a pôsobí na okolie. Teplota plynu zostáva konštantná.
2. Reverzibilná adiabatická expanzia plynu – Systém je adiabatický, čo znamená, že nie je možný žiadny prenos tepla. Motor je vybratý zo zdroja a zaizolovaný. V tomto kroku plyn neabsorbuje žiadne teplo zo zdroja. Piest pokračuje v práci na okolí.
3. Reverzibilná izotermická kompresia – Motor je umiestnený na dreze a tepelne kontaktovaný. Plyn je stlačený tak, že okolie vykonáva prácu na systéme.
4. Reverzibilná adiabatická kompresia – Motor je vybratý z drezu a izolovaný. Okolie pokračuje v práci 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 len od teplôt zdroja a drezu.
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 sú štyri hlavné procesy
1. Premena tekutiny na vysoký tlak z nízkeho tlaku
2. Zahrievanie vysokotlakovej kvapaliny na paru
3. Para expanduje cez turbínu, ktorá otáča turbínou, čím sa generuje energia
4. Para sa ochladzuje späť vo vnútri 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 získaná Rankinovým cyklom je vždy nižšia ako účinnosť Carnotovho cyklu.
