Carno vs Rankine ցիկլ
Carnot ցիկլը և Rankine ցիկլը երկու ցիկլեր են, որոնք քննարկվում են թերմոդինամիկայի մեջ: Դրանք քննարկվում են ջերմային շարժիչների ներքո: Ջերմային շարժիչները սարքեր կամ մեխանիզմներ են, որոնք օգտագործվում են ջերմությունը աշխատանքի վերածելու համար: Carnot ցիկլը տեսական ցիկլ է, որը տալիս է առավելագույն արդյունավետությունը, որը կարող է ձեռք բերել շարժիչը: Rankine ցիկլը գործնական ցիկլ է, որը կարող է օգտագործվել իրական շարժիչների հաշվարկման համար: Կենսական նշանակություն ունի այս երկու ցիկլերի պատշաճ ըմբռնումը, որպեսզի գերազանցես թերմոդինամիկայի և դրան առնչվող ցանկացած ոլորտում: Այս հոդվածում մենք պատրաստվում ենք քննարկել, թե որոնք են Carnot ցիկլը և Rankine ցիկլը, դրանց սահմանումները, դրանց կիրառությունները, Carnot ցիկլի և Rankine ցիկլի միջև եղած նմանությունները և, վերջապես, տարբերությունը Carnot ցիկլի և Rankine ցիկլի միջև:
Ի՞նչ է Կարնո ցիկլը:
Carnot ցիկլը տեսական ցիկլ է, որը նկարագրում է ջերմային շարժիչը: Նախքան Կարնո ցիկլը բացատրելը, պետք է մի քանի տերմիններ սահմանել: Ջերմային աղբյուրը սահմանվում է որպես հաստատուն ջերմաստիճանի սարք, որը կապահովի անսահման ջերմություն: Ջերմատարը հաստատուն ջերմաստիճանի սարք է, որը կլանի անսահման քանակությամբ ջերմություն՝ առանց ջերմաստիճանը փոխելու։ Շարժիչը այն սարքն է կամ պրոցեսը, որը ջերմության աղբյուրից ջերմությունը վերածում է աշխատանքի: Կարնո ցիկլը բաղկացած է չորս քայլից։
1. Գազի շրջելի իզոթերմային ընդլայնում – Շարժիչը ջերմային միացված է աղբյուրի հետ: Այս քայլում ընդլայնվող գազը կլանում է ջերմությունը աղբյուրից և աշխատում է շրջակա միջավայրի վրա: Գազի ջերմաստիճանը մնում է հաստատուն։
2. Գազի շրջելի ադիաբատիկ ընդլայնում – Համակարգը ադիաբատիկ է, ինչը նշանակում է, որ ջերմության փոխանցում հնարավոր չէ: Շարժիչը հանված է աղբյուրից և մեկուսացված։ Այս քայլում գազը աղբյուրից ջերմություն չի կլանում: Մխոցը շարունակում է աշխատել շրջապատի վրա:
3. Հետադարձելի իզոթերմային սեղմում – Շարժիչը տեղադրվում է լվացարանի վրա և ջերմային շփման մեջ: Գազը սեղմվում է այնպես, որ շրջապատը աշխատում է համակարգի վրա:
4. Շրջելի ադիաբատիկ սեղմում – Շարժիչը հանվում է լվացարանից և մեկուսացվում: Շրջապատը շարունակում է աշխատել համակարգի վրա:
Կարնո ցիկլում կատարված ընդհանուր աշխատանքը տրվում է շրջակա միջավայրի վրա կատարված աշխատանքի տարբերությամբ (քայլ 1 և 2) և շրջակայքի կատարած աշխատանքի (քայլ 3 և 4): Կարնո ցիկլը տեսականորեն ամենաարդյունավետ ջերմային շարժիչն է: Carnot ցիկլի արդյունավետությունը կախված է միայն աղբյուրի և խորտակման ջերմաստիճանից:
Ի՞նչ է Rankine ցիկլը:
Ռանկինի ցիկլը նույնպես ցիկլ է, որը ջերմությունը վերածում է աշխատանքի: Rankine ցիկլը գործնականում օգտագործվող ցիկլ է գոլորշու տուրբինից բաղկացած համակարգերի համար: Ռանկինի ցիկլի չորս հիմնական գործընթաց կա
1. Հեղուկի աշխատանքը ցածր ճնշումից դեպի բարձր ճնշում
2. Բարձր ճնշման հեղուկի տաքացումը գոլորշու մեջ
3. Գոլորշին ընդլայնվում է տուրբինի միջով, որը պտտեցնում է տուրբինը՝ դրանով իսկ արտադրելով հզորություն
4. Գոլորշիները նորից սառչում են կոնդենսատորի ներսում:
Ո՞րն է տարբերությունը Կարնո ցիկլի և Ռանկինի ցիկլի միջև:
• Carnot ցիկլը տեսական ցիկլ է, մինչդեռ Rankine ցիկլը գործնական է:
• Carnot ցիկլը ապահովում է առավելագույն արդյունավետությունը իդեալական պայմաններում, սակայն Rankine ցիկլը ապահովում է աշխատանքը իրական պայմաններում:
• Ռանկինի ցիկլով ստացված արդյունավետությունը միշտ ավելի ցածր է, քան Կարնո ցիկլի արդյունավետությունը:
