Cicle de Carnot vs Rankine
El cicle de Carnot i el cicle de Rankine són dos cicles que es discuteixen a la termodinàmica. Aquests es discuteixen a motors tèrmics. Els motors tèrmics són dispositius o mecanismes que s'utilitzen per convertir la calor en treball. El cicle de Carnot és un cicle teòric, que dóna la màxima eficiència que pot obtenir un motor. El cicle Rankine és un cicle pràctic, que es pot utilitzar per calcular motors de la vida real. És vital tenir una comprensió adequada d'aquests dos cicles per sobresortir en termodinàmica i qualsevol camp relacionat amb ella. En aquest article, parlarem de què són el cicle de Carnot i el cicle de Rankine, les seves definicions, les seves aplicacions, les similituds entre el cicle de Carnot i el cicle de Rankine i, finalment, la diferència entre el cicle de Carnot i el cicle de Rankine.
Què és el cicle de Carnot?
El cicle de Carnot és un cicle teòric, que descriu un motor tèrmic. Abans d'explicar el cicle de Carnot, cal definir pocs termes. La font de calor es defineix com un dispositiu de temperatura constant, que proporcionarà calor infinita. El dissipador de calor és un dispositiu de temperatura constant, que absorbirà una quantitat infinita de calor sense canviar la temperatura. El motor és el dispositiu o procés, que converteix la calor de la font de calor en treball. El cicle de Carnot consta de quatre passos.
1. Expansió isotèrmica reversible del gas: el motor està connectat tèrmicament amb la font. En aquest pas, el gas en expansió absorbeix calor de la font i treballa a l'entorn. La temperatura del gas es manté constant.
2. Expansió adiabàtica reversible del gas: el sistema és adiabàtic, el que significa que no és possible la transferència de calor. El motor es treu de la font i s'aïlla. En aquest pas, el gas no absorbeix calor de la font. El pistó continua treballant a l'entorn.
3. Compressió isotèrmica reversible: el motor es col·loca a la pica i es posa en contacte tèrmicament. El gas es comprimeix perquè l'entorn estigui fent feina al sistema.
4. Compressió adiabàtica reversible: el motor es treu de l'aigüera i s'aïlla. L'entorn continua treballant al sistema.
En el cicle de Carnot, el treball total realitzat ve donat per la diferència entre el treball realitzat a l'entorn (pas 1 i 2) i el treball realitzat per l'entorn (pas 3 i 4). El cicle de Carnot és el motor tèrmic més eficient en teoria. L'eficiència del cicle de Carnot depèn només de les temperatures de la font i la pica.
Què és el cicle Rankine?
El cicle Rankine també és un cicle que converteix la calor en treball. El cicle Rankine és un cicle pràcticament utilitzat per a sistemes que consisteixen en una turbina de vapor. Hi ha quatre processos principals al cicle Rankine
1. El funcionament del fluid a alta pressió des d'una pressió baixa
2. L'escalfament del fluid d' alta pressió en un vapor
3. El vapor s'expandeix a través d'una turbina fent girar la turbina, generant així energia
4. El vapor es torna a refredar dins del condensador.
Quina diferència hi ha entre el cicle de Carnot i el cicle de Rankine?
• El cicle de Carnot és un cicle teòric, mentre que el cicle Rankine és pràctic.
• El cicle Carnot garanteix la màxima eficiència en condicions ideals, però el cicle Rankine garanteix el funcionament en condicions reals.
• L'eficiència obtinguda pel cicle de Rankine és sempre inferior a la del cicle de Carnot.
