Carnot vs Rankinův cyklus
Carnotův cyklus a Rankinův cyklus jsou dva cykly diskutované v termodynamice. Ty jsou diskutovány u tepelných motorů. Tepelné motory jsou zařízení nebo mechanismy, které se používají k přeměně tepla na práci. Carnotův cyklus je teoretický cyklus, který poskytuje maximální účinnost, které lze dosáhnout motorem. Rankinův cyklus je praktický cyklus, který lze použít k výpočtu motorů v reálném životě. Je důležité mít v těchto dvou cyklech správné porozumění, abychom vynikli v termodynamice a v jakémkoli poli, které s ní souvisí. V tomto článku se budeme zabývat tím, co jsou Carnotův a Rankinův cyklus, jejich definice, jejich aplikace, podobnosti mezi Carnotovým a Rankinovým cyklem a nakonec rozdíl mezi Carnotovým a Rankinovým cyklem.
Co je Carnotův cyklus?
Carnotův cyklus je teoretický cyklus, který popisuje tepelný motor. Před vysvětlením Carnotova cyklu je třeba definovat několik pojmů. Zdroj tepla je definován jako zařízení s konstantní teplotou, které bude poskytovat nekonečné teplo. Chladič je zařízení s konstantní teplotou, které bude absorbovat nekonečné množství tepla beze změny teploty. Motor je zařízení nebo proces, který převádí teplo ze zdroje tepla na práci. Carnotův cyklus se skládá ze čtyř kroků.
1. Reverzibilní izotermická expanze plynu - Motor je tepelně spojen se zdrojem. V tomto kroku expandující plyn absorbuje teplo ze zdroje a pracuje na okolí. Teplota plynu zůstává konstantní.
2. Reverzibilní adiabatická expanze plynu - Systém je adiabatický, což znamená, že není možný přenos tepla. Motor je vyjmut ze zdroje a izolován. V tomto kroku plyn neabsorbuje žádné teplo ze zdroje. Píst pokračuje v práci na okolí.
3. Reverzibilní izotermická komprese - Motor je umístěn na umyvadle a tepelně kontaktován. Plyn je stlačován tak, aby okolní prostředí pracovalo na systému.
4. Reverzibilní adiabatická komprese - Motor je vyjmut z umyvadla a izolován. Okolí nadále pracuje na systému.
V Carnotově cyklu je celková vykonaná práce dána rozdílem mezi prací vykonanou na okolí (krok 1 a 2) a prací vykonanou okolím (krok 3 a 4). Carnotův cyklus je teoreticky nejúčinnějším tepelným motorem. Účinnost Carnotova cyklu závisí pouze na teplotách zdroje a jímky.
Co je Rankinův cyklus?
Rankinův cyklus je také cyklus, který přeměňuje teplo na práci. Rankinův cyklus je prakticky používaný cyklus pro systémy sestávající z parní turbíny. V Rankinově cyklu existují čtyři hlavní procesy
1. Práce s kapalinou na vysoký tlak z nízkého tlaku
2. Zahřívání vysokotlaké kapaliny na páru
3. Pára expanduje turbínou otáčející turbínu, čímž generuje energii
4. Pára se ochladí zpět dovnitř kondenzátoru.
Jaký je rozdíl mezi Carnotovým cyklem a Rankinovým cyklem?
• Carnotův cyklus je teoretický cyklus, zatímco Rankinův cyklus je praktický.
• Carnotův cyklus zajišťuje maximální účinnost za ideálních podmínek, ale Rankinův cyklus zajišťuje provoz v reálných podmínkách.
• Účinnost získaná Rankinovým cyklem je vždy nižší než účinnost Carnotova cyklu.
