Carnot vs Rankine-siklus
Carnot-siklus en Rankine-siklus is twee siklusse wat in termodinamika bespreek word. Dit word onder hitte-enjins bespreek. Hitte-enjins is toestelle of meganismes wat gebruik word om hitte in werk om te skakel. Carnot-siklus is 'n teoretiese siklus, wat die maksimum doeltreffendheid gee wat deur 'n enjin verkry kan word. Rankine-siklus is 'n praktiese siklus wat gebruik kan word om werklike enjins te bereken. Dit is noodsaaklik om 'n behoorlike begrip in hierdie twee siklusse te hê om uit te blink in termodinamika en enige veld wat daarmee verband hou. In hierdie artikel gaan ons bespreek wat Carnot-siklus en Rankine-siklus is, hul definisies, hul toepassings, die ooreenkomste tussen Carnot-siklus en Rankine-siklus, en laastens die verskil tussen Carnot-siklus en Rankine-siklus.
Wat is Carnot-siklus?
Carnot-siklus is 'n teoretiese siklus wat 'n hitte-enjin beskryf. Voordat die Carnot-siklus verduidelik word, moet min terme gedefinieer word. Hittebron word gedefinieer as 'n konstante temperatuur toestel, wat oneindige hitte sal verskaf. Die hitte sink is 'n konstante temperatuur toestel, wat oneindige hoeveelheid hitte sal absorbeer sonder om die temperatuur te verander. Die enjin is die toestel of die proses wat hitte van die hittebron omskakel na werk. Die Carnot-siklus bestaan uit vier stappe.
1. Omkeerbare isotermiese uitsetting van die gas - Die enjin is termies verbind met die bron. In hierdie stap absorbeer die uitdyende gas hitte van die bron en werk dit op die omgewing. Die temperatuur van die gas bly konstant.
2. Omkeerbare adiabatiese uitbreiding van die gas - Die stelsel is adiabaties wat beteken dat geen hitte-oordrag moontlik is nie. Die enjin word uit die bron gehaal en geïsoleer. In hierdie stap absorbeer die gas geen hitte van die bron nie. Die suier gaan voort om werk te doen op die omgewing.
3. Omkeerbare isotermiese kompressie - Die enjin word op die wasbak geplaas en termies gekontak. Die gas word saamgepers sodat die omgewing werk aan die stelsel doen.
4. Omkeerbare adiabatiese kompressie – Die enjin word uit die wasbak gehaal en geïsoleer. Die omgewing gaan voort om werk aan die stelsel te doen.
In die Carnot-siklus word die totale werk verrig gegee deur die verskil tussen die werk gedoen op die omgewing (stap 1 en 2) en die werk verrig deur die omgewing (stap 3 en 4). Carnot-siklus is die mees doeltreffende hitte-enjin in teorie. Die doeltreffendheid van die Carnot-siklus hang slegs af van die temperature van die bron en wasbak.
Wat is Rankine-siklus?
Rankine-siklus is ook 'n siklus wat hitte in werk omskakel. Die Rankine-siklus is 'n prakties gebruikte siklus vir stelsels wat uit 'n dampturbine bestaan. Daar is vier hoofprosesse in die Rankine-siklus
1. Die verwerking van vloeistof in hoë druk vanaf 'n lae druk
2. Die verhitting van die hoëdrukvloeistof tot 'n damp
3. Die damp sit uit deur 'n turbine wat die turbine draai en daardeur krag opwek
4. Die damp word terug in die kondensor afgekoel.
Wat is die verskil tussen Carnot-siklus en Rankine-siklus?
• Carnot-siklus is 'n teoretiese siklus terwyl die Rankine-siklus 'n praktiese een is.
• Carnot-siklus verseker die maksimum doeltreffendheid onder ideale toestande, maar die Rankine-siklus verseker die werking in werklike toestande.
• Die doeltreffendheid wat deur die Rankine-siklus verkry word, is altyd laer as dié van die Carnot-siklus.
