Carnot vs Rankine Zyklus
Carnot-Zyklus und Rankine-Zyklus sind zwei Zyklen, die in der Thermodynamik diskutiert werden. Diese werden unter Wärmekraftmaschinen diskutiert. Wärmekraftmaschinen sind Geräte oder Mechanismen, mit denen Wärme in Arbeit umgewandelt wird. Der Carnot-Zyklus ist ein theoretischer Zyklus, der den maximalen Wirkungsgrad ergibt, den ein Motor erzielen kann. Der Rankine-Zyklus ist ein praktischer Zyklus, mit dem reale Motoren berechnet werden können. Es ist wichtig, in diesen beiden Zyklen ein angemessenes Verständnis zu haben, um in der Thermodynamik und in allen damit zusammenhängenden Bereichen herausragende Leistungen zu erbringen. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was Carnot-Zyklus und Rankine-Zyklus sind, ihre Definitionen, ihre Anwendungen, die Ähnlichkeiten zwischen Carnot-Zyklus und Rankine-Zyklus und schließlich den Unterschied zwischen Carnot-Zyklus und Rankine-Zyklus.
Was ist Carnot Cycle?
Der Carnot-Zyklus ist ein theoretischer Zyklus, der eine Wärmekraftmaschine beschreibt. Vor der Erläuterung des Carnot-Zyklus müssen nur wenige Begriffe definiert werden. Die Wärmequelle ist definiert als ein Gerät mit konstanter Temperatur, das unendlich viel Wärme liefert. Der Kühlkörper ist ein Gerät mit konstanter Temperatur, das unendlich viel Wärme aufnimmt, ohne die Temperatur zu ändern. Der Motor ist das Gerät oder der Prozess, der die 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 absorbiert das expandierende Gas Wärme von der Quelle und wirkt auf die 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 genommen und isoliert. In diesem Schritt nimmt das Gas keine Wärme von der Quelle auf. Der Kolben arbeitet weiter 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 am System arbeitet.
4. Reversible adiabatische Kompression - Der Motor wird aus der Spüle genommen und isoliert. Die Umgebung arbeitet weiterhin am System.
Im Carnot-Zyklus ergibt sich die Gesamtarbeit aus der Differenz zwischen der Arbeit an der Umgebung (Schritt 1 und 2) und der Arbeit an 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 der 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 Einarbeiten von Flüssigkeit in hohen Druck von 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 Strom erzeugt wird
4. Der Dampf wird im Kondensator zurückgekühlt.
Was ist der Unterschied zwischen Carnot-Zyklus und Rankine-Zyklus?
• Der Carnot-Zyklus ist ein theoretischer Zyklus, während der Rankine-Zyklus ein praktischer ist.
• Der Carnot-Zyklus gewährleistet die maximale Effizienz unter idealen Bedingungen, der Rankine-Zyklus gewährleistet jedoch den Betrieb unter realen Bedingungen.
• Die durch den Rankine-Zyklus erzielte Effizienz ist immer niedriger als die des Carnot-Zyklus.
