Carnot vs Rankine cikls
Carnot cikls un Rankine cikls ir divi cikli, kas tiek apspriesti termodinamikā. Tie ir apspriesti sadaļā siltumdzinēji. Siltumdzinēji ir ierīces vai mehānismi, ko izmanto, lai siltumu pārvērstu darbā. Carnot cikls ir teorētisks cikls, kas dod maksimālu efektivitāti, ko var iegūt ar dzinēju. Rankine cikls ir praktisks cikls, ko var izmantot, lai aprēķinātu reālās dzīves dzinējus. Ir ļoti svarīgi pareizi izprast šos divus ciklus, lai izceltos termodinamikā un jebkurā ar to saistītā jomā. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir Carnot cikls un Rankine cikls, to definīcijas, to pielietojumi, līdzības starp Carnot ciklu un Rankine ciklu un visbeidzot atšķirību starp Carnot ciklu un Rankine ciklu.
Kas ir Karno cikls?
Carnot cikls ir teorētisks cikls, kas apraksta siltuma dzinēju. Pirms Carnot cikla izskaidrošanas ir jādefinē daži termini. Siltuma avots tiek definēts kā pastāvīgas temperatūras ierīce, kas nodrošinās bezgalīgu siltumu. Siltuma izlietne ir pastāvīgas temperatūras ierīce, kas uzņems bezgalīgu daudzumu siltuma, nemainot temperatūru. Dzinējs ir ierīce vai process, kas pārvērš siltumu no siltuma avota darbā. Kārno cikls sastāv no četriem soļiem.
1. Gāzes atgriezeniskā izotermiskā izplešanās – dzinējs ir termiski savienots ar avotu. Šajā solī izplešanās gāze absorbē siltumu no avota un iedarbojas uz apkārtni. Gāzes temperatūra paliek nemainīga.
2. Gāzes atgriezeniskā adiabātiskā izplešanās – sistēma ir adiabātiska, kas nozīmē, ka siltuma pārnese nav iespējama. Dzinējs tiek izņemts no avota un izolēts. Šajā posmā gāze neuzsūc siltumu no avota. Virzulis turpina strādāt pie apkārtnes.
3. Atgriezeniska izotermiska kompresija – dzinējs tiek novietots uz izlietnes un tiek termiski kontaktēts. Gāze tiek saspiesta tā, lai apkārtējie strādātu pie sistēmas.
4. Atgriezeniskā adiabātiskā kompresija – dzinējs tiek izņemts no izlietnes un izolēts. Apkārtējie turpina darbu pie sistēmas.
Karno ciklā kopējo paveikto darbu nosaka starpība starp apkārtnē paveikto (1. un 2. solis) un apkārtnē paveikto (3. un 4. solis). Carnot cikls ir teorētiski visefektīvākais siltuma dzinējs. Carnot cikla efektivitāte ir atkarīga tikai no avota un izlietnes temperatūras.
Kas ir Rankine cikls?
Rankīna cikls ir arī cikls, kas pārvērš siltumu darbā. Rankine cikls ir praktiski izmantots cikls sistēmām, kas sastāv no tvaika turbīnas. Rankine ciklā ir četri galvenie procesi
1. Šķidruma pārvēršana augstā spiedienā no zema spiediena
2. Augstspiediena šķidruma sildīšana tvaikos
3. Tvaiki izplešas caur turbīnu, griežot turbīnu, tādējādi radot jaudu
4. Tvaiki tiek atdzesēti atpakaļ kondensatorā.
Kāda ir atšķirība starp Carnot ciklu un Rankine ciklu?
• Carnot cikls ir teorētisks, turpretim Rankine cikls ir praktisks.
• Carnot cikls nodrošina maksimālu efektivitāti ideālos apstākļos, bet Rankine cikls nodrošina darbību reālos apstākļos.
• Ar Rankine ciklu iegūtā efektivitāte vienmēr ir zemāka nekā Kārno cikla efektivitāte.
