Carnot vs Rankine-syklus
Carnot-syklus og Rankine-syklus er to sykluser som diskuteres i termodynamikk. Disse er omt alt under varmemotorer. Varmemotorer er enheter eller mekanismer som brukes til å omdanne varme til arbeid. Carnot-syklus er en teoretisk syklus, som gir maksimal effektivitet som kan oppnås av en motor. Rankine-syklus er en praktisk syklus, som kan brukes til å beregne virkelige motorer. Det er viktig å ha en skikkelig forståelse i disse to syklusene for å utmerke seg i termodynamikk og ethvert felt relatert til det. I denne artikkelen skal vi diskutere hva Carnot-syklus og Rankine-syklus er, deres definisjoner, deres applikasjoner, likhetene mellom Carnot-syklus og Rankine-syklus, og til slutt forskjellen mellom Carnot-syklus og Rankine-syklus.
Hva er Carnot Cycle?
Carnot-syklus er en teoretisk syklus, som beskriver en varmemotor. Før Carnot-syklusen forklares, må noen få begreper defineres. Varmekilde er definert som en konstant temperatur enhet, som vil gi uendelig varme. Kjøleribben er en enhet med konstant temperatur, som vil absorbere uendelig mye varme uten å endre temperaturen. Motoren er enheten eller prosessen som konverterer varme fra varmekilden til å fungere. Carnot-syklusen består av fire trinn.
1. Reversibel isotermisk ekspansjon av gassen – Motoren er termisk koblet til kilden. I dette trinnet absorberer den ekspanderende gassen varme fra kilden og virker på omgivelsene. Temperaturen på gassen forblir konstant.
2. Reversibel adiabatisk ekspansjon av gassen – Systemet er adiabatisk, noe som betyr at ingen varmeoverføring er mulig. Motoren tas ut av kilden og isoleres. I dette trinnet absorberer ikke gassen varme fra kilden. Stempelet fortsetter å jobbe med omgivelsene.
3. Reversibel isotermisk kompresjon – Motoren er plassert på vasken og termisk kontaktet. Gassen komprimeres slik at omgivelsene gjør arbeid på systemet.
4. Reversibel adiabatisk kompresjon – Motoren er tatt ut av vasken og isolert. Omgivelsene fortsetter å jobbe med systemet.
I Carnot-syklusen er det totale arbeidet som er utført ved forskjellen mellom arbeidet som er utført på omgivelsene (trinn 1 og 2) og arbeidet utført av omgivelsene (trinn 3 og 4). Carnot-syklusen er den mest effektive varmemotoren i teorien. Effektiviteten til Carnot-syklusen avhenger bare av temperaturen på kilden og vasken.
Hva er Rankine Cycle?
Rankinesyklus er også en syklus, som omdanner varme til arbeid. Rankine-syklusen er en praktisk brukt syklus for systemer som består av en dampturbin. Det er fire hovedprosesser i Rankine-syklusen
1. Bearbeiding av væske til høyt trykk fra et lavt trykk
2. Oppvarmingen av høytrykksvæsken til en damp
3. Dampen ekspanderer gjennom en turbin som snur turbinen, og genererer dermed kraft
4. Dampen kjøles tilbake inne i kondensatoren.
Hva er forskjellen mellom Carnot Cycle og Rankine Cycle?
• Carnot-syklusen er en teoretisk syklus, mens Rankine-syklusen er en praktisk.
• Carnot-syklusen sikrer maksimal effektivitet under ideelle forhold, men Rankine-syklusen sikrer driften under reelle forhold.
• Effektiviteten oppnådd av Rankine-syklusen er alltid lavere enn Carnot-syklusen.
