Carnot vs Rankinův cyklus
Carnotův cyklus a Rankinův cyklus jsou dva cykly diskutované v termodynamice. Ty jsou diskutovány pod tepelnými motory. Tepelné motory jsou zařízení nebo mechanismy, které se používají k přeměně tepla na práci. Carnotův cyklus je teoretický cyklus, který poskytuje maximální účinnost, kterou může motor dosáhnout. Rankinův cyklus je praktický cyklus, který lze použít k výpočtu motorů v reálném životě. Je životně důležité správně porozumět těmto dvěma cyklům, abyste vynikli v termodynamice a jakékoli oblasti s ní související. V tomto článku budeme diskutovat o tom, co je Carnotův cyklus a Rankinův cyklus, jejich definice, jejich aplikace, podobnosti mezi Carnotovým cyklem a Rankinovým cyklem a nakonec rozdíl mezi Carnotovým cyklem a Rankinovým cyklem.
Co je Carnotův cyklus?
Carnotův cyklus je teoretický cyklus, který popisuje tepelný stroj. Před vysvětlením Carnotova cyklu je třeba definovat několik pojmů. Zdroj tepla je definován jako zařízení s konstantní teplotou, které bude poskytovat nekonečné teplo. Chladič je zařízení s konstantní teplotou, které absorbuje nekonečné množství tepla bez změny teploty. Motor je zařízení nebo proces, který přeměňuje teplo ze zdroje tepla na práci. Carnotův cyklus se skládá ze čtyř kroků.
1. Vratná izotermická expanze plynu – Motor je tepelně spojen se zdrojem. V tomto kroku expandující plyn absorbuje teplo ze zdroje a působí na okolí. Teplota plynu zůstává konstantní.
2. Reverzibilní adiabatická expanze plynu – Systém je adiabatický, což znamená, že není možný žádný přenos tepla. Motor je vyjmutý ze zdroje a zaizolovaný. V tomto kroku plyn neabsorbuje žádné teplo ze zdroje. Píst pokračuje v práci na okolí.
3. Reverzibilní izotermická komprese – Motor je umístěn na jímce a tepelně kontaktován. Plyn je stlačen, takže okolí pracuje na systému.
4. Reverzibilní adiabatická komprese – Motor je vyjmut z umyvadla a izolován. Okolí pokračuje v práci na systému.
V Carnotově cyklu je celková vykonaná práce dána rozdílem mezi prací vykonanou na okolí (krok 1 a 2) a prací vykonanou okolím (krok 3 a 4). Carnotův cyklus je teoreticky nejúčinnějším tepelným motorem. Účinnost Carnotova cyklu závisí pouze na teplotách zdroje a jímky.
Co je Rankinův cyklus?
Rankinův cyklus je také cyklus, který přeměňuje teplo na práci. Rankinův cyklus je prakticky používaný cyklus pro systémy skládající se z parní turbíny. V Rankinově cyklu jsou čtyři hlavní procesy
1. Přeměna kapaliny na vysoký tlak z nízkého tlaku
2. Zahřívání vysokotlaké kapaliny na páru
3. Pára expanduje přes turbínu, která otáčí turbínou, a tím generuje energii
4. Pára se ochladí zpět uvnitř kondenzátoru.
Jaký je rozdíl mezi Carnotovým a Rankinovým cyklem?
• Carnotův cyklus je teoretický cyklus, zatímco Rankinův cyklus je praktický.
• Carnotův cyklus zajišťuje maximální účinnost za ideálních podmínek, ale Rankinův cyklus zajišťuje provoz v reálných podmínkách.
• Účinnost získaná Rankinovým cyklem je vždy nižší než účinnost Carnotova cyklu.
