Carnot ve Rankine çevrimi arasındaki fark

Carnot ve Rankine çevrimi
 

Carnot çevrimi ve Rankine çevrimi, termodinamikte tartışılan iki çevrimdir. Bunlar ısı motorları altında tartışılmaktadır. Isı motorları, ısıyı işe dönüştürmek için kullanılan cihazlar veya mekanizmalardır. Carnot çevrimi, bir motor tarafından elde edilebilecek maksimum verimliliği sağlayan teorik bir çevrimdir. Rankine döngüsü, gerçek hayat motorlarını hesaplamak için kullanılabilecek pratik bir döngüdür. Termodinamikte ve bununla ilgili herhangi bir alanda üstünlük sağlamak için bu iki döngüde doğru bir anlayışa sahip olmak çok önemlidir. Bu yazıda, Carnot döngüsü ve Rankine döngüsünün ne olduğunu, tanımlarını, uygulamalarını, Carnot döngüsü ve Rankine döngüsü arasındaki benzerlikleri ve son olarak Carnot döngüsü ve Rankine döngüsü arasındaki farkı tartışacağız..

Carnot Çevrimi nedir?

Carnot çevrimi, bir ısı motorunu tanımlayan teorik bir çevrimdir. Carnot döngüsünü açıklamadan önce, birkaç terimin tanımlanması gerekir. Isı kaynağı, sonsuz ısı sağlayacak sabit bir sıcaklık cihazı olarak tanımlanır. Isı emici, sıcaklığı değiştirmeden sonsuz miktarda ısıyı emecek sabit bir sıcaklık cihazıdır. Motor, ısıyı ısı kaynağından işe dönüştüren cihaz veya işlemdir. Carnot çevrimi dört adımdan oluşur.

1. Gazın tersinir izotermal genleşmesi - Motor termik olarak kaynağa bağlıdır. Bu adımda, genleşen gaz kaynağından ısıyı emer ve çevre üzerinde çalışır. Gazın sıcaklığı sabit kalır.

2. Gazın tersinir adyabatik genleşmesi - Sistem adyabatiktir, yani ısı transferi mümkün değildir. Motor kaynaktan çıkarılır ve yalıtılır. Bu adımda, gaz kaynaktan herhangi bir ısıyı emmez. Piston çevrede çalışmaya devam ediyor.

3. Tersinir izotermal sıkıştırma - Motor lavabonun üzerine yerleştirilir ve termal olarak temas ettirilir. Gaz, çevredeki sistem üzerinde çalışacak şekilde sıkıştırılır.

4. Tersinir adyabatik sıkıştırma - Motor lavabonun dışına alınır ve yalıtılır. Çevre sistem üzerinde çalışmaya devam ediyor.

Carnot döngüsünde, yapılan toplam çalışma, çevre üzerinde yapılan çalışma (adım 1 ve 2) ile çevre tarafından yapılan çalışma (adım 3 ve 4) arasındaki fark tarafından verilir. Carnot çevrimi teorik olarak en verimli ısı motorudur. Carnot döngüsünün verimliliği sadece kaynağın ve lavabonun sıcaklıklarına bağlıdır.

Rankine Döngüsü nedir?

Rankine çevrimi aynı zamanda ısıyı işe dönüştüren bir döngüdür. Rankine çevrimi, bir buhar türbininden oluşan sistemler için pratik olarak kullanılan bir devirdir. Rankine döngüsünde dört ana süreç vardır

1. düşük basınçtan yüksek basınç içine sıvı çalışma

2. Yüksek basınçlı sıvının bir buhara ısıtılması

3. Buhar, türbini döndürerek bir türbin içerisinden genişleyerek güç üretir.

4. Buhar, kondenserin içine geri soğutulur.