Kitaran Carnot vs Rankine
Kitaran Carnot dan kitaran Rankine adalah dua kitaran yang dibincangkan dalam termodinamik. Ini dibincangkan di bawah enjin haba. Mesin haba adalah alat atau mekanisme yang digunakan untuk menukar haba ke tempat kerja. Kitaran Carnot adalah kitaran teori, yang memberikan kecekapan maksimum yang dapat diperolehi oleh mesin. Rankine cycle adalah kitaran praktikal, yang boleh digunakan untuk mengira enjin kehidupan sebenar. Sangat penting untuk memiliki pemahaman yang tepat dalam kedua kitaran ini agar dapat unggul dalam termodinamik dan bidang yang berkaitan dengannya. Dalam artikel ini, kita akan membincangkan apa itu kitaran Carnot dan kitaran Rankine, definisi mereka, aplikasinya, persamaan antara kitaran Carnot dan kitaran Rankine, dan akhirnya perbezaan antara kitaran Carnot dan kitaran Rankine.
Apakah Kitaran Carnot?
Kitaran Carnot adalah kitaran teori, yang menggambarkan mesin haba. Sebelum menerangkan kitaran Carnot, beberapa istilah mesti ditentukan. Sumber haba ditakrifkan sebagai alat suhu tetap, yang akan memberikan haba yang tidak terhingga. Heat sink adalah alat suhu tetap, yang akan menyerap jumlah haba yang tidak terbatas tanpa mengubah suhunya. Mesin adalah alat atau proses, yang menukar haba dari sumber haba ke tempat kerja. Kitaran Carnot terdiri daripada empat langkah.
1. Pengembangan gas isoterma yang boleh diterbalikkan - Mesin disambungkan secara termal dengan sumbernya. Dalam langkah ini, gas yang mengembang menyerap haba dari sumbernya dan berfungsi di sekitarnya. Suhu gas tetap berterusan.
2. Pembesaran gas adiabatik yang boleh diterbalikkan - Sistem ini bersifat adiabatik yang bermaksud tidak mungkin pemindahan haba. Mesin dikeluarkan dari sumber dan dilindungi. Dalam langkah ini, gas tidak menyerap haba dari sumbernya. Omboh terus melakukan kerja di sekitarnya.
3. Pemampatan isotermal yang boleh diterbalikkan - Enjin diletakkan di sink dan disentuh secara termal. Gas dimampatkan sehingga sekitarnya berfungsi pada sistem.
4. Mampatan adiabatik yang boleh diterbalikkan - Mesin dikeluarkan dari sink dan dilindungi. Kawasan sekitarnya terus melakukan kerja sistem.
Dalam kitaran Carnot, jumlah kerja yang dilakukan diberikan oleh perbezaan antara kerja yang dilakukan di persekitaran (langkah 1 dan 2) dan kerja yang dilakukan oleh persekitaran (langkah 3 dan 4). Kitaran Carnot adalah enjin haba yang paling cekap dalam teori. Kecekapan kitaran Carnot hanya bergantung pada suhu sumber dan sink.
Apakah Kitaran Rankine?
Kitaran Rankine juga merupakan kitaran, yang mengubah haba menjadi kerja. Kitaran Rankine adalah kitaran yang digunakan secara praktikal untuk sistem yang terdiri daripada turbin wap. Terdapat empat proses utama dalam kitaran Rankine
1. Pengaliran bendalir menjadi tekanan tinggi dari tekanan rendah
2. Pemanasan cecair tekanan tinggi menjadi wap
3. Wap mengembang melalui turbin yang memutar turbin, sehingga menghasilkan tenaga
4. Wap disejukkan kembali ke dalam kondenser.
Apakah perbezaan antara Carnot Cycle dan Rankine Cycle?
• Kitaran Carnot adalah kitaran teori sedangkan kitaran Rankine adalah kitaran praktikal.
• Kitaran Carnot memastikan kecekapan maksimum dalam keadaan ideal, tetapi kitaran Rankine memastikan operasi dalam keadaan sebenar.
• Kecekapan yang diperoleh oleh kitaran Rankine selalu lebih rendah daripada kitaran Carnot.
