Carnot vs รอบแรงคิน
วัฏจักรคาร์โนต์และวัฏจักรแรงคินเป็นสองวัฏจักรที่กล่าวถึงในอุณหพลศาสตร์ สิ่งเหล่านี้ถูกกล่าวถึงภายใต้เครื่องยนต์ความร้อน เครื่องยนต์ความร้อนเป็นอุปกรณ์หรือกลไกที่ใช้ในการเปลี่ยนความร้อนให้เป็นงาน วงจรการ์โนต์เป็นวัฏจักรทางทฤษฎีซึ่งให้ประสิทธิภาพสูงสุดที่เครื่องยนต์จะได้รับ วัฏจักรแรงคินเป็นวัฏจักรที่ใช้งานได้จริง ซึ่งสามารถใช้ในการคำนวณเครื่องยนต์ในชีวิตจริงได้ จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ถูกต้องในสองวัฏจักรนี้เพื่อที่จะเป็นเลิศในด้านอุณหพลศาสตร์และสาขาใดๆ ที่เกี่ยวข้อง ในบทความนี้ เราจะมาพูดถึงวัฏจักรคาร์โนต์และวัฏจักรแรงคิน คำจำกัดความ การนำไปใช้ ความคล้ายคลึงกันระหว่างวงจรคาร์โนต์กับวัฏจักรแรงคิน และความแตกต่างระหว่างวงจรคาร์โนต์กับวัฏจักรแรงคิน
Carnot Cycle คืออะไร
วงจรการ์โนต์เป็นวัฏจักรทางทฤษฎีซึ่งอธิบายเครื่องยนต์ความร้อน ก่อนอธิบายวัฏจักรการ์โนต์ ต้องมีการกำหนดคำศัพท์สองสามคำก่อน แหล่งความร้อนถูกกำหนดให้เป็นอุปกรณ์อุณหภูมิคงที่ซึ่งจะให้ความร้อนที่ไม่มีที่สิ้นสุด ฮีตซิงก์เป็นอุปกรณ์อุณหภูมิคงที่ ซึ่งจะดูดซับความร้อนได้ไม่จำกัดโดยไม่ทำให้อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง เครื่องยนต์เป็นอุปกรณ์หรือกระบวนการที่แปลงความร้อนจากแหล่งความร้อนให้ทำงาน วงจรการ์โนต์ประกอบด้วยสี่ขั้นตอน
1. การขยายตัวของไอโซเทอร์มอลแบบผันกลับได้ของแก๊ส – เครื่องยนต์เชื่อมต่อด้วยความร้อนกับแหล่งกำเนิด ในขั้นตอนนี้ ก๊าซที่ขยายตัวจะดูดซับความร้อนจากแหล่งกำเนิดและทำงานในสภาพแวดล้อมโดยรอบ อุณหภูมิของแก๊สคงที่
2. การขยายตัวของก๊าซแบบอะเดียแบติกแบบย้อนกลับได้ – ระบบเป็นแบบอะเดียแบติก หมายความว่าไม่มีการถ่ายเทความร้อน เครื่องยนต์ถูกนำออกจากแหล่งกำเนิดและเป็นฉนวน ในขั้นตอนนี้ ก๊าซจะไม่ดูดซับความร้อนจากแหล่งกำเนิด ลูกสูบยังคงทำงานรอบข้าง
3. การบีบอัดอุณหภูมิความร้อนแบบผันกลับได้ – เครื่องยนต์วางอยู่บนอ่างล้างจานและสัมผัสกับความร้อน ก๊าซถูกบีบอัดเพื่อให้สภาพแวดล้อมทำงานบนระบบ
4. การบีบอัดแบบอะเดียแบติกแบบพลิกกลับได้ – เครื่องยนต์ถูกนำออกจากอ่างล้างจานและหุ้มฉนวน สภาพแวดล้อมยังคงทำงานบนระบบต่อไป
ในวัฏจักรคาร์โนต์ งานทั้งหมดที่ทำเสร็จจะพิจารณาจากความแตกต่างระหว่างงานที่ทำกับสิ่งรอบข้าง (ขั้นตอนที่ 1 และ 2) กับงานที่ทำโดยรอบ (ขั้นตอนที่ 3 และ 4) วัฏจักรคาร์โนต์เป็นเครื่องยนต์ความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในทางทฤษฎี ประสิทธิภาพของวงจรการ์โนต์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของแหล่งกำเนิดและการจมเท่านั้น
รอบแรงคินคืออะไร
วัฏจักรแรงค์ก็เป็นวัฏจักรซึ่งเปลี่ยนความร้อนให้เป็นงาน วัฏจักรแรงคินเป็นวัฏจักรที่ใช้งานได้จริงสำหรับระบบที่ประกอบด้วยกังหันไอน้ำ มีสี่กระบวนการหลักในวงจรแรงคิน
1. การทำงานของของไหลเข้าสู่แรงดันสูงจากแรงดันต่ำ
2. การให้ความร้อนของของเหลวแรงดันสูงกลายเป็นไอ
3. ไอจะขยายตัวผ่านกังหันหมุนกังหัน ทำให้เกิดพลังงาน
4. ไอเย็นกลับเข้าไปในคอนเดนเซอร์
รอบ Carnot และ Rankine ต่างกันอย่างไร
• วัฏจักรการ์โนต์เป็นวัฏจักรทางทฤษฎี ในขณะที่วัฏจักรแรงคินเป็นวัฏจักรที่ใช้งานได้จริง
• วงจรคาร์โนต์ช่วยให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพสูงสุดภายใต้สภาวะที่เหมาะสม แต่วงจรแรงคินทำให้มั่นใจการทำงานในสภาพจริง
• ประสิทธิภาพที่ได้รับจากวงจรแรงคินจะต่ำกว่าวงจรคาร์โนต์เสมอ