Verschil tussen Carnot en Rankine-cyclus

Carnot vs. Rankine-cyclus
 

Carnot-cyclus en Rankine-cyclus zijn twee cycli die worden besproken in de thermodynamica. Deze worden besproken onder warmtemotoren. Warmtemotoren zijn apparaten of mechanismen die worden gebruikt om warmte om te zetten in werk. Carnot-cyclus is een theoretische cyclus die het maximale rendement oplevert dat een motor kan behalen. Rankine-cyclus is een praktische cyclus, die kan worden gebruikt om echte motoren te berekenen. Het is van vitaal belang om een ​​goed begrip te hebben in deze twee cycli om uit te blinken in de thermodynamica en elk gebied dat daarmee samenhangt. In dit artikel gaan we bespreken wat Carnot-cyclus en Rankine-cyclus zijn, hun definities, hun toepassingen, de overeenkomsten tussen Carnot-cyclus en Rankine-cyclus, en ten slotte het verschil tussen Carnot-cyclus en Rankine-cyclus.

Wat is Carnot Cycle?

Carnot-cyclus is een theoretische cyclus, die een warmtemotor beschrijft. Voordat de Carnot-cyclus wordt uitgelegd, moeten er maar een paar termen worden gedefinieerd. Warmtebron is gedefinieerd als een apparaat met constante temperatuur, dat voor oneindige warmte zorgt. Het koellichaam is een apparaat met constante temperatuur, dat een oneindige hoeveelheid warmte absorbeert zonder de temperatuur te veranderen. De motor is het apparaat of het proces, dat warmte omzet van de warmtebron naar het werk. De Carnot-cyclus bestaat uit vier stappen.

1. Omkeerbare isotherme uitzetting van het gas - De motor is thermisch verbonden met de bron. In deze stap absorbeert het expanderende gas warmte van de bron en werkt het op de omgeving. De temperatuur van het gas blijft constant.

2. Omkeerbare adiabatische uitzetting van het gas - Het systeem is adiabatisch, wat betekent dat er geen warmteoverdracht mogelijk is. De motor wordt uit de bron gehaald en geïsoleerd. In deze stap absorbeert het gas geen warmte van de bron. De zuiger blijft werken aan de omgeving.

3. Omkeerbare isothermische compressie - De motor wordt op de gootsteen geplaatst en thermisch in contact gebracht. Het gas is gecomprimeerd zodat de omgeving werk aan het systeem doet.

4. Omkeerbare adiabatische compressie - De motor wordt uit de gootsteen gehaald en geïsoleerd. De omgeving blijft werken aan het systeem.

In de Carnot-cyclus wordt het totale werk gedaan door het verschil tussen het uitgevoerde werk op de omgeving (stap 1 en 2) en het werk gedaan door de omgeving (stap 3 en 4). Carnot-cyclus is in theorie de meest efficiënte warmtemotor. De efficiëntie van de Carnot-cyclus hangt alleen af ​​van de temperatuur van de bron en de gootsteen.

Wat is Rankine Cycle?

Rankine-cyclus is ook een cyclus die warmte omzet in werk. De Rankine-cyclus is een praktisch gebruikte cyclus voor systemen die bestaan ​​uit een dampturbine. Er zijn vier hoofdprocessen in de Rankine-cyclus

1. De werking van vloeistof in hoge druk van een lage druk

2. Het verwarmen van de hogedrukvloeistof in een damp

3. De damp expandeert door een turbine die de turbine draait, waardoor energie wordt opgewekt

4. De damp wordt teruggekoeld in de condensor.