Carnot vs Rankine cyklus
Carnot cyklus og Rankine cyklus er to cyklusser diskuteret i termodynamik. Disse diskuteres under varmemotorer. Varmemotorer er enheder eller mekanismer, der bruges til at omdanne varme til arbejde. Carnot-cyklus er en teoretisk cyklus, der giver den maksimale effektivitet, som en motor kan opnå. Rankine-cyklus er en praktisk cyklus, som kan bruges til at beregne motorer fra det virkelige liv. Det er vigtigt at have en ordentlig forståelse i disse to cyklusser for at udmærke sig i termodynamik og ethvert felt, der er relateret til det. I denne artikel skal vi diskutere, hvad Carnot-cyklus og Rankine-cyklus er, deres definitioner, deres anvendelser, lighederne mellem Carnot-cyklus og Rankine-cyklus og endelig forskellen mellem Carnot-cyklus og Rankine-cyklus.
Hvad er Carnot Cycle?
Carnot cyklus er en teoretisk cyklus, der beskriver en varmemotor. Før der forklares Carnot-cyklussen, skal der kun defineres få udtryk. Varmekilde er defineret som en enhed med konstant temperatur, som giver uendelig varme. Kølelegemet er en enhed med konstant temperatur, som absorberer uendelig meget varme uden at ændre temperaturen. Motoren er enheden eller processen, der omdanner varme fra varmekilden til arbejde. Carnot-cyklussen består af fire trin.
1. Reversibel isoterm ekspansion af gassen - Motoren er termisk forbundet med kilden. I dette trin absorberer den ekspanderende gas varme fra kilden og virker på omgivelserne. Gassens temperatur forbliver konstant.
2. Reversibel adiabatisk ekspansion af gassen - Systemet er adiabatisk, hvilket betyder, at ingen varmeoverførsel er mulig. Motoren tages ud af kilden og isoleres. I dette trin absorberer gassen ingen varme fra kilden. Stemplet fortsætter med at arbejde på det omgivende.
3. Reversibel isotermisk kompression - Motoren placeres på vasken og termisk kontaktes. Gassen komprimeres, så omgivelserne udfører arbejde på systemet.
4. Reversibel adiabatisk kompression - Motoren tages ud af vasken og isoleres. Omgivelserne fortsætter med at arbejde på systemet.
I Carnot-cyklussen er det samlede udførte arbejde givet ved forskellen mellem arbejdet på omgivelserne (trin 1 og 2) og det arbejde, der er udført i omgivelserne (trin 3 og 4). Carnot cyklus er den mest effektive varmemotor i teorien. Effektiviteten af Carnot-cyklussen afhænger kun af temperaturen i kilden og vasken.
Hvad er Rankine Cycle?
Rankine-cyklus er også en cyklus, der omdanner varme til arbejde. Rankine-cyklussen er en praktisk anvendt cyklus til systemer, der består af en dampturbine. Der er fire hovedprocesser i Rankine-cyklussen
1. Arbejdet af væske til højt tryk fra et lavt tryk
2. Opvarmning af højtryksvæsken til en damp
3. Dampen ekspanderer gennem en turbine, der drejer turbinen og genererer derved kraft
4. Dampen afkøles tilbage i kondensatoren.
Hvad er forskellen mellem Carnot Cycle og Rankine Cycle?
• Carnot-cyklus er en teoretisk cyklus, mens Rankine-cyklussen er en praktisk cyklus.
• Carnot-cyklus sikrer maksimal effektivitet under ideelle forhold, men Rankine-cyklus sikrer drift under reelle forhold.
• Effektiviteten opnået ved Rankine-cyklussen er altid lavere end i Carnot-cyklussen.
