Carnotov vs Rankineov ciklus
Carnotov ciklus i Rankineov ciklus dva su ciklusa o kojima se raspravlja u termodinamici. O njima se raspravlja pod toplinskim motorima. Toplinski strojevi su uređaji ili mehanizmi koji služe za pretvaranje topline u rad. Carnotov ciklus je teorijski ciklus koji daje maksimalnu učinkovitost koju motor može postići. Rankineov ciklus je praktičan ciklus koji se može koristiti za izračunavanje motora u stvarnom životu. Od vitalne je važnosti imati odgovarajuće razumijevanje ova dva ciklusa kako bi se istaknuo u termodinamici i bilo kojem polju povezanom s njom. U ovom članku raspravljat ćemo o tome što su Carnotov ciklus i Rankineov ciklus, njihove definicije, njihove primjene, sličnosti između Carnotovog i Rankineovog ciklusa i na kraju razlike između Carnotovog i Rankineovog ciklusa.
Što je Carnotov ciklus?
Carnotov ciklus je teorijski ciklus koji opisuje toplinski stroj. Prije objašnjenja Carnotovog ciklusa potrebno je definirati nekoliko pojmova. Izvor topline je definiran kao uređaj konstantne temperature, koji će osigurati beskonačnu toplinu. Hladnjak je uređaj s konstantnom temperaturom, koji će apsorbirati beskonačnu količinu topline bez promjene temperature. Motor je uređaj ili proces koji toplinu iz izvora topline pretvara u rad. Carnotov ciklus sastoji se od četiri koraka.
1. Reverzibilno izotermno širenje plina – Motor je toplinski povezan s izvorom. U ovom koraku plin koji se širi apsorbira toplinu iz izvora i radi na okolini. Temperatura plina ostaje konstantna.
2. Reverzibilno adijabatsko širenje plina – sustav je adijabatski što znači da nije moguć prijenos topline. Motor se izvadi iz izvora i izolira. U ovom koraku plin ne apsorbira toplinu iz izvora. Klip nastavlja raditi na okolini.
3. Reverzibilna izotermna kompresija – Motor se postavlja na sudoper i dolazi u toplinski kontakt. Plin je komprimiran tako da okolina radi na sustavu.
4. Reverzibilna adijabatska kompresija – Motor se izvadi iz sudopera i izolira. Okolina nastavlja raditi na sustavu.
U Carnotovom ciklusu, ukupni obavljeni rad dan je razlikom između obavljenog rada na okolini (korak 1 i 2) i rada obavljenog okolinom (korak 3 i 4). Carnotov ciklus je najučinkovitiji toplinski motor u teoriji. Učinkovitost Carnotovog ciklusa ovisi samo o temperaturama izvora i ponora.
Što je Rankineov ciklus?
Rankineov ciklus također je ciklus koji toplinu pretvara u rad. Rankineov ciklus je ciklus koji se praktično koristi za sustave koji se sastoje od parne turbine. Postoje četiri glavna procesa u Rankineovom ciklusu
1. Rad tekućine u visokom tlaku iz niskog tlaka
2. Zagrijavanje fluida visokog tlaka u paru
3. Para se širi kroz turbinu okrećući turbinu, stvarajući tako energiju
4. Para se hladi natrag unutar kondenzatora.
Koja je razlika između Carnotovog i Rankineovog ciklusa?
• Carnotov ciklus je teorijski ciklus dok je Rankineov ciklus praktični.
• Carnotov ciklus osigurava maksimalnu učinkovitost u idealnim uvjetima, ali Rankineov ciklus osigurava rad u stvarnim uvjetima.
• Učinkovitost dobivena Rankineovim ciklusom uvijek je niža od učinkovitosti Carnotovog ciklusa.
