Mzunguko wa Carnot vs Rankine
Mzunguko wa Carnot na mzunguko wa Rankine ni mizunguko miwili inayojadiliwa katika thermodynamics. Hizi zinajadiliwa chini ya injini za joto. Injini za joto ni vifaa au mifumo ambayo hutumiwa kubadilisha joto kuwa kazi. Mzunguko wa Carnot ni mzunguko wa kinadharia, ambayo inatoa ufanisi mkubwa ambao unaweza kupatikana kwa injini. Mzunguko wa Rankine ni mzunguko wa vitendo, ambao unaweza kutumika kukokotoa injini za maisha halisi. Ni muhimu kuwa na uelewa sahihi katika mizunguko hii miwili ili kufaulu katika thermodynamics na nyanja yoyote inayohusiana nayo. Katika makala haya, tutajadili mzunguko wa Carnot na Rankine ni nini, ufafanuzi wao, matumizi yao, kufanana kati ya mzunguko wa Carnot na mzunguko wa Rankine, na hatimaye tofauti kati ya mzunguko wa Carnot na Rankine.
Carnot Cycle ni nini?
Mzunguko wa Carnot ni mzunguko wa kinadharia, unaoelezea injini ya joto. Kabla ya kuelezea mzunguko wa Carnot, maneno machache yanapaswa kufafanuliwa. Chanzo cha joto kinafafanuliwa kama kifaa cha joto cha mara kwa mara, ambacho kitatoa joto lisilo na mwisho. Kuzama kwa joto ni kifaa cha joto cha mara kwa mara, ambacho kitachukua kiasi kikubwa cha joto bila kubadilisha joto. Injini ni kifaa au mchakato, ambao hubadilisha joto kutoka kwa chanzo cha joto kufanya kazi. Mzunguko wa Carnot una hatua nne.
1. Upanuzi wa isothermal unaoweza kubadilishwa wa gesi - Injini imeunganishwa kwa joto na chanzo. Katika hatua hii, gesi inayopanuka inachukua joto kutoka kwa chanzo na inafanya kazi kwenye mazingira. Halijoto ya gesi husalia thabiti.
2. Upanuzi wa adiabatic unaoweza kubadilishwa wa gesi - Mfumo ni wa adiabatic maana hakuna uhamishaji wa joto unaowezekana. Injini inachukuliwa nje ya chanzo na kuwekewa maboksi. Katika hatua hii, gesi haina kunyonya joto lolote kutoka kwa chanzo. Bastola inaendelea kufanya kazi kwenye mazingira.
3. Ukandamizaji wa isothermal unaoweza kubadilishwa - Injini imewekwa kwenye kuzama na kuguswa kwa joto. Gesi inabanwa ili mazingira yanayozunguka yafanye kazi kwenye mfumo.
4. Ukandamizaji wa adiabatic unaoweza kubadilishwa - Injini inachukuliwa nje ya kuzama na kuwekewa maboksi. Mazingira yanayozunguka yanaendelea kufanya kazi kwenye mfumo.
Katika mzunguko wa Carnot, jumla ya kazi iliyofanywa inatolewa na tofauti kati ya kazi iliyofanywa kwenye mazingira (hatua ya 1 na 2) na kazi inayofanywa na mazingira (hatua ya 3 na 4). Mzunguko wa Carnot ndio injini ya joto yenye ufanisi zaidi katika nadharia. Ufanisi wa mzunguko wa Carnot unategemea tu halijoto ya chanzo na sinki.
Rankine Cycle ni nini?
Rankine cycle pia ni mzunguko, ambao hubadilisha joto kuwa kazi. Mzunguko wa Rankine ni mzunguko unaotumika kivitendo kwa mifumo inayojumuisha turbine ya mvuke. Kuna michakato minne kuu katika mzunguko wa Rankine
1. Utendakazi wa kiowevu ndani ya shinikizo la juu kutoka kwa shinikizo la chini
2. Upashaji joto wa kiowevu cha shinikizo la juu ndani ya mvuke
3. Mvuke huu hupanuka kupitia turbine inayogeuza turbine, na hivyo kutoa nguvu
4. Mvuke huo umepozwa tena ndani ya kikondeshaji.
Kuna tofauti gani kati ya Carnot Cycle na Rankine Cycle?
• Mzunguko wa Carnot ni mzunguko wa kinadharia ilhali mzunguko wa Rankine ni wa vitendo.
• Mzunguko wa Carnot huhakikisha ufanisi wa juu chini ya hali bora, lakini mzunguko wa Rankine huhakikisha utendakazi katika hali halisi.
• Ufanisi unaopatikana na mzunguko wa Rankine daima ni wa chini kuliko ule wa mzunguko wa Carnot.
