كارنو مقابل رانكين دورة

دورة كارنو ودورة رانكين هما دورتان نوقشت في الديناميكا الحرارية. وتناقش هذه تحت محركات الحرارة. المحركات الحرارية عبارة عن أجهزة أو آليات تستخدم لتحويل الحرارة إلى عمل. دورة Carnot عبارة عن دورة نظرية توفر أقصى كفاءة يمكن الحصول عليها بواسطة محرك. دورة Rankine هي دورة عملية ، والتي يمكن استخدامها لحساب محركات الحياة الحقيقية. من الضروري أن يكون لديك فهم مناسب في هاتين الدورتين من أجل التفوق في الديناميكا الحرارية وأي مجال متعلق بها. سنناقش في هذه المقالة ماهية دورة Carnot ودورة Rankine وتعريفاتها وتطبيقاتها وأوجه التشابه بين دورة Carnot ودورة Rankine وأخيراً الفرق بين دورة Carnot ودورة Rankine.

ما هي دورة كارنو؟

دورة كارنو هي دورة نظرية ، تصف محرك الحرارة. قبل شرح دورة Carnot ، يجب تحديد مصطلحات قليلة. يتم تعريف مصدر الحرارة على أنه جهاز درجة حرارة ثابتة ، والذي سيوفر حرارة لا نهائية. المشتت الحراري هو جهاز درجة حرارة ثابتة ، والذي سيمتص كمية لا حصر لها من الحرارة دون تغيير درجة الحرارة. المحرك هو الجهاز أو العملية ، التي تحول الحرارة من مصدر الحرارة إلى العمل. تتكون دورة Carnot من أربع خطوات.

1. التمدد الحراري العكسي للغاز - يتم توصيل المحرك حرارياً بالمصدر. في هذه الخطوة ، يمتص الغاز الموسع الحرارة من المصدر ويعمل في المناطق المحيطة. تبقى درجة حرارة الغاز ثابتة.

2. التمدد الغازي القابل للانعكاس للغاز - يكون النظام ثابتًا بمعنى أنه لا يمكن نقل الحرارة. يتم إخراج المحرك من المصدر ومعزولًا. في هذه الخطوة ، لا يمتص الغاز أي حرارة من المصدر. يستمر المكبس في العمل على المناطق المحيطة.

3. الانضغاط الحراري القابل للعكس - يوضع المحرك على الحوض ويتم الاتصال به حرارياً. يتم ضغط الغاز بحيث يعمل المحيط على النظام.

4. الانضغاط اللاإرادي القابل للانعكاس - يتم إخراج المحرك من الحوض ومعزول. المحيط لا يزال يعمل على النظام.

في دورة Carnot ، يتم إعطاء إجمالي العمل المنجز بالفرق بين العمل المنجز في المناطق المحيطة (الخطوة 1 و 2) والعمل الذي تقوم به المناطق المحيطة (الخطوة 3 و 4). دورة كارنو هي المحرك الحراري الأكثر كفاءة من الناحية النظرية. تعتمد كفاءة دورة Carnot فقط على درجات حرارة المصدر والمغسلة.

ما هي دورة رانكين؟

دورة رانكين هي أيضا دورة ، والتي تحول الحرارة إلى عمل. دورة Rankine هي دورة تستخدم عمليا للأنظمة التي تتكون من التوربينات البخارية. هناك أربع عمليات رئيسية في دورة Rankine

1. عمل السائل إلى ارتفاع الضغط من انخفاض الضغط

2. تسخين السائل ذو الضغط العالي في بخار

3. يمتد البخار من خلال التوربينات التي تحول التوربين ، وبالتالي توليد الطاقة

4. يتم تبريد البخار مرة أخرى داخل المكثف.