Цикъл на Карно срещу Ранкин
Цикълът на Карно и цикълът на Ранкин са два цикъла, обсъждани в термодинамиката. Те се обсъждат при топлинни двигатели. Топлинните двигатели са устройства или механизми, които се използват за преобразуване на топлината в работа. Цикълът на Карно е теоретичен цикъл, който дава максимална ефективност, която може да бъде постигната от един двигател. Цикълът на Ранкин е практичен цикъл, който може да се използва за изчисляване на двигатели в реалния живот. От жизненоважно значение е да имате правилно разбиране в тези два цикъла, за да превъзхождате термодинамиката и всяка област, свързана с нея. В тази статия ще обсъдим какво представляват цикълът на Карно и цикълът на Ранкин, техните дефиниции, приложенията им, приликите между цикъла на Карно и цикъла на Ранкин и накрая разликата между цикъла на Карно и цикъла на Ранкин.
Какво е цикъл на Карно?
Цикълът на Карно е теоретичен цикъл, който описва топлинна машина. Преди да обясним цикъла на Карно, трябва да се дефинират няколко термина. Източникът на топлина се определя като устройство с постоянна температура, което ще осигури безкрайна топлина. Радиаторът е устройство с постоянна температура, което ще абсорбира безкрайно количество топлина, без да променя температурата. Двигателят е устройството или процесът, който преобразува топлината от източника на топлина в работа. Цикълът на Карно се състои от четири стъпки.
1. Обратимо изотермично разширение на газа – Двигателят е термично свързан с източника. В тази стъпка разширяващият се газ абсорбира топлина от източника и върши работа върху околната среда. Температурата на газа остава постоянна.
2. Обратимо адиабатно разширение на газа – Системата е адиабатна, което означава, че не е възможен пренос на топлина. Двигателят се изважда от източника и се изолира. В тази стъпка газът не абсорбира топлина от източника. Буталото продължава да работи върху околната среда.
3. Реверсивна изотермична компресия – Двигателят е поставен върху мивката и е в термичен контакт. Газът се компресира, така че околната среда върши работа върху системата.
4. Реверсивна адиабатна компресия – Двигателят се изважда от мивката и се изолира. Околната среда продължава да работи върху системата.
В цикъла на Карно общата извършена работа се дава чрез разликата между работата, извършена върху обкръжението (стъпка 1 и 2) и работата, извършена от обкръжението (стъпка 3 и 4). Цикълът на Карно е най-ефективният топлинен двигател на теория. Ефективността на цикъла на Карно зависи само от температурите на източника и поглътителя.
Какво е цикъл на Ранкин?
Цикълът на Ранкин също е цикъл, който превръща топлината в работа. Цикълът на Ранкин е практически използван цикъл за системи, състоящи се от парна турбина. Има четири основни процеса в цикъла на Ранкин
1. Работата на течност с високо налягане от ниско налягане
2. Нагряването на течността под високо налягане в пара
3. Парата се разширява през турбина, завъртаща турбината, като по този начин генерира енергия
4. Парата се охлажда обратно в кондензатора.
Каква е разликата между цикъла на Карно и цикъла на Ранкин?
• Цикълът на Карно е теоретичен цикъл, докато цикълът на Ранкин е практически.
• Цикълът на Карно осигурява максимална ефективност при идеални условия, но цикълът на Ранкин осигурява работа в реални условия.
• Ефективността, получена от цикъла на Ранкин, винаги е по-ниска от тази на цикъла на Карно.
