Unterschied zwischen Carnot- und Rankine-Zyklus

Carnot vs Rankine-Zyklus
 

Carnot-Zyklus und Rankine-Zyklus sind zwei in der Thermodynamik diskutierte Zyklen. Diese werden unter Wärmekraftmaschinen diskutiert. Wärmekraftmaschinen sind Vorrichtungen oder Mechanismen, mit denen Wärme in Arbeit umgewandelt wird. Der Carnot-Zyklus ist ein theoretischer Zyklus, der die maximale Effizienz ergibt, die ein Motor erzielen kann. Der Rankine-Zyklus ist ein praktischer Zyklus, mit dem echte Motoren berechnet werden können. Ein gutes Verständnis dieser beiden Zyklen ist unabdingbar, um sich in der Thermodynamik und den damit zusammenhängenden Bereichen auszeichnen zu können. In diesem Artikel werden wir den Carnot-Zyklus und den Rankine-Zyklus, ihre Definitionen, ihre Anwendungen, die Ähnlichkeiten zwischen Carnot-Zyklus und Rankine-Zyklus und schließlich den Unterschied zwischen Carnot-Zyklus und Rankine-Zyklus diskutieren.

Was ist der Carnot-Zyklus??

Der Carnot-Zyklus ist ein theoretischer Zyklus, der eine Wärmekraftmaschine beschreibt. Bevor der Carnot-Zyklus erklärt wird, müssen einige Begriffe definiert werden. Wärmequelle ist ein Gerät mit konstanter Temperatur, das unendliche Wärme liefert. Der Kühlkörper ist ein Gerät mit konstanter Temperatur, das unendlich viel Wärme absorbiert, ohne die Temperatur zu verändern. Der Motor ist das Gerät oder der Prozess, der Wärme von der Wärmequelle in Arbeit umwandelt. Der Carnot-Zyklus besteht aus vier Schritten.

1. Reversible isotherme Expansion des Gases - Der Motor ist thermisch mit der Quelle verbunden. In diesem Schritt nimmt das expandierende Gas Wärme von der Quelle auf und arbeitet an der Umgebung. Die Temperatur des Gases bleibt konstant.

2. Reversible adiabatische Expansion des Gases - Das System ist adiabatisch, dh es ist keine Wärmeübertragung möglich. Der Motor wird aus der Quelle herausgenommen und isoliert. In diesem Schritt nimmt das Gas keine Wärme von der Quelle auf. Der Kolben arbeitet weiterhin an der Umgebung.

3. Reversible isotherme Kompression - Der Motor wird auf die Spüle gestellt und thermisch kontaktiert. Das Gas wird komprimiert, so dass die Umgebung an dem System arbeitet.

4. Umkehrbare adiabatische Kompression - Der Motor wird aus der Spüle genommen und isoliert. Die Umgebung arbeitet weiterhin an dem System.

Im Carnot-Zyklus ergibt sich die Gesamtarbeit aus der Differenz zwischen der Arbeit in der Umgebung (Schritt 1 und 2) und der Arbeit der Umgebung (Schritt 3 und 4). Der Carnot-Zyklus ist theoretisch die effizienteste Wärmekraftmaschine. Die Effizienz des Carnot-Zyklus hängt nur von den Temperaturen der Quelle und Senke ab.

Was ist der Rankine-Zyklus??

Der Rankine-Zyklus ist auch ein Zyklus, der Wärme in Arbeit umwandelt. Der Rankine-Zyklus ist ein praktisch verwendeter Zyklus für Systeme, die aus einer Dampfturbine bestehen. Es gibt vier Hauptprozesse im Rankine-Zyklus

1. Das Arbeiten von Flüssigkeit in Hochdruck aus einem niedrigen Druck

2. Das Erhitzen des Hochdruckfluids zu einem Dampf

3. Der Dampf dehnt sich durch eine Turbine aus, die die Turbine dreht, wodurch Energie erzeugt wird

4. Der Dampf wird im Kondensator zurückgekühlt.