Carnot vs Rankine ciklas
Karno ciklas ir Rankino ciklas yra du ciklai, aptarti termodinamikoje. Tai aptariama šilumos varikliuose. Šilumos varikliai yra įtaisai ar mechanizmai, naudojami šilumai paversti darbu. Carnot ciklas yra teorinis ciklas, kuris suteikia maksimalų efektyvumą, kurį gali pasiekti variklis. „Rankine“ciklas yra praktinis ciklas, pagal kurį galima apskaičiuoti tikrojo gyvenimo variklius. Svarbu tinkamai suprasti šiuos du ciklus, kad galėtume pasižymėti termodinamika ir bet kokia su ja susijusia sritimi. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra Karno ciklas ir Rankino ciklas, jų apibrėžimai, pritaikymas, Karno ciklo ir Rankino ciklo panašumai ir galiausiai skirtumas tarp Karno ciklo ir Rankino ciklo.
Kas yra Carnot ciklas?
Karno ciklas yra teorinis ciklas, apibūdinantis šilumos variklį. Prieš paaiškinant Carnot ciklą, reikia apibrėžti keletą terminų. Šilumos šaltinis apibrėžiamas kaip pastovios temperatūros įtaisas, užtikrinantis begalinę šilumą. Radiatorius yra pastovios temperatūros įtaisas, kuris, nepakeisdamas temperatūros, sugers be galo daug šilumos. Variklis yra įtaisas arba procesas, kuris paverčia šilumą iš šilumos šaltinio į darbą. Karno ciklas susideda iš keturių etapų.
1. Grįžtamasis izoterminis dujų išsiplėtimas - variklis yra termiškai sujungtas su šaltiniu. Šiame etape besiplečiančios dujos sugeria šilumą iš šaltinio ir veikia aplinką. Dujų temperatūra išlieka pastovi.
2. Grįžtamasis adiabatinis dujų išsiplėtimas - sistema yra adiabatinė, ty šilumos perdavimas neįmanomas. Variklis paimamas iš šaltinio ir izoliuotas. Šiame etape dujos nesugeria jokios šilumos iš šaltinio. Stūmoklis ir toliau dirba aplinkinius.
3. Grįžtamasis izoterminis suspaudimas - variklis dedamas ant kriauklės ir termiškai kontaktuojamas. Dujos yra suspaustos, kad aplinkiniai dirbtų sistemoje.
4. Grįžtamasis adiabatinis suspaudimas - variklis ištraukiamas iš kriauklės ir izoliuojamas. Aplinkiniai ir toliau dirba sistemoje.
„Carnot“cikle bendras atliktas darbas yra apskaičiuojamas pagal skirtumą tarp atlikto aplinkos (1 ir 2 žingsniai) ir aplinkos atlikto darbo (3 ir 4 žingsniai). Karno ciklas yra efektyviausias šilumos variklis teoriškai. Karno ciklo efektyvumas priklauso tik nuo šaltinio ir kriauklės temperatūros.
Kas yra „Rankine“ciklas?
Rankino ciklas taip pat yra ciklas, paverčiantis šilumą darbu. „Rankine“ciklas yra praktiškai naudojamas sistemų, susidedančių iš garų turbinos, ciklas. Rankine cikle yra keturi pagrindiniai procesai
1. Skysčio apdorojimas aukštu slėgiu iš žemo slėgio
2. Aukšto slėgio skysčio kaitinimas garais
3. Garai išsiplečia per turbiną sukant turbiną, taip generuojant energiją
4. Garai aušinami atgal į kondensatorių.
Kuo skiriasi Carnot ciklas ir Rankine ciklas?
• Carnot ciklas yra teorinis ciklas, o Rankine ciklas yra praktinis.
• Carnot ciklas užtikrina maksimalų efektyvumą idealiomis sąlygomis, tačiau „Rankine“ciklas užtikrina veikimą realiomis sąlygomis.
• Rankine ciklo metu gaunamas efektyvumas visada yra mažesnis nei Carnot ciklo.
