Ang mga siklong Thermonic ay mahahalagang konsepto sa larangan ng thermodynamics, na siyang pag - aaral ng init, enerhiya, at trabaho. Mahalaga ang pag - unawa sa mga siklong ito para sa mga estudyante at mga edukador, habang ang mga ito ang nagiging saligan ng maraming gamit sa inhinyeriya, pati na ang henerasyon ng kuryente at refrigeration.

Ano ba ang Isang Thermonic Cycle?

Ang isang thermodynamic cycle ay isang serye ng mga proseso na kinasasangkutan ng paglipat ng init at gumagana sa pagitan ng isang sistema at ng paligid nito. Ang mga prosesong ito ay nagbabalik ng sistema sa kanyang panimulang estado, na nagpapahintulot dito na ulitin ang siklo magpakailanman. Ang kahusayan at pagsasagawa ng iba't ibang thermodynamic system ay maaaring suriin sa pamamagitan ng mga siklong ito, na kinakatawan sa isang pressure-volume (P-V) o temperature-entroptery (T-S) diagram.

Ang Siklong Carnot

Ang siklong Carnot ay isang modelong teoretikal na nagbibigay kahulugan sa sukdulang posibleng kahusayan ng isang makinang pang-init. Ipinangalan sa pisikong Pranses na si Sadi Carnot, ang siklong ito ay nagsisilbing isang benkmark para sa mga makinang real-world. Ang siklong Carnot ay binubuo ng apat na reversiable na proseso:

  • Iba Pang Malaganap na Kalagayan
  • Adisyong Paglawak
  • Iba Pang Pagsupil
  • Pagsupil sa Adisyon

Ang Iba Pang Pagsulong

Sa panahon ng proseso ng isothermal expansion, ang gumaganang sustansiya ay sumisipsip ng init mula sa isang mataas na-temperature na imbakan habang pinananatili ang isang patuloy na temperatura. Ang pagsipsip na ito ng init ay nagpapahintulot sa substansiya na lumawak, na gumagawa ng trabaho sa kapaligiran.

2. Adisyong Pangkalawakan

Sa yugto ng paglawak na adiabatic, ang sistema ay lumalawak nang hindi nagreresulta sa init sa paligid nito.Habang lumalawak ang gas, gumagana ito sa kapaligiran, na nagiging sanhi ng pag-unti ng temperatura nito.

3. Ang Pang - aapi

Sa panahon ng isothermal compression, ang gumaganang sangkap ay naglalabas ng init sa isang mababang-temperature na imbakan habang nananatili sa isang patuloy na temperatura.Ang prosesong ito ay nagreresulta sa gas, na nangangailangan ng trabaho na kailangang gawin dito.

4.

Ang huling yugto ng siklong Carnot ay ang adiabatic compression, kung saan ang gas ay siksik nang walang heat exchange. Ang gawaing ginagawa sa gas ay nagpapataas ng panloob na enerhiya at temperatura nito, ibinabalik ito sa unang estado.

Ang Pagiging Episiya ng Siklong Carnot

Ang kahusayan ng siklong Carnot ay tinitiyak ng mga temperatura ng mga imbakan ng init:

  • Efficiency (pag-unlad) = 1 - (T[/Thot[)

Kung saan ang T] ang absolutong temperatura ng malamig na imbakan ng tubig at Thot ang ganap na temperatura ng mainit na imbakan. Ang ekwasyon na ito ay nagpapahiwatig na ang kahusayan ay tumataas habang ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng mga imbakan ng tubig ay tumataas.

Ang Siklo ng Rankine

Ang siklong Rankine ay isang praktikal na thermodynamic cycle na ginagamit sa mga steam power plants. Ito ay kumikilos na katulad ng siklong Carnot ngunit kinasasangkutan ng mga pagbabagong phase ng gumaganang likido, karaniwang tubig. Ang siklong Rankine ay binubuo ng apat na proseso:

  • Pag - iiskeyt sa Isentropiko
  • Iba't Ibang Bagay na Pagpapainit
  • Paglawak ng Isentropiya
  • Paglamig sa Iba't Ibang Uri ng Damdamin

1. Isentropikong pag - i - Pumping

Sa proseso ng pagbobomba ng isentropiko, ang likidong tubig ay binobomba mula sa kondenser hanggang sa boiler.Ang presyon ay tumataas habang ang temperatura ay nananatiling hindi nagbabago, at ang trabaho ay ginagawa sa tubig sa pamamagitan ng pump.

2. Isobaric Heating

Sa panahon ng isobacric heating, ang tubig ay pinaiinit sa patuloy na presyon sa boiler, ginagawa itong singaw. Ang prosesong ito ay kinasasangkutan ng absorpsiyon ng init mula sa isang panlabas na pinagmulan.

3. Paglawak ng Isentropiya

Pagkatapos ay sumasailalim ang singaw sa paglawak ng isentropikong sangkap sa turbina, kung saan ito ay lumalawak at gumagana sa mga talim ng turbina, lumilikha ng kuryente.Ang temperatura at presyon ng singaw ay nababawasan sa panahon ng prosesong ito.

4. Pagpapalamig sa Iba't Ibang Paraan

Sa wakas, sa proseso ng pagpapalamig sa isobacric, ang singaw ay muling pinakukukurta sa likidong tubig sa patuloy na presyon sa kondenser, naglalabas ng init sa kapaligiran.

Ang Pagiging Episiya ng Siklo ng Rankine

Ang kahusayan ng siklong Rankine ay maaaring mapasulong sa pamamagitan ng pagpapataas ng temperatura at presyon ng singaw. Ang pormula para sa thermal efy ng siklong Rankine ay:

  • Efficiency (pag-unlad) = (Wnet/Qin[)

Kung saan ang Wnet] ay ang net work output at Qin] ang init na idinagdag sa sistema. Ang kahusayan ay naiimpluwensiyahan ng temperatura ng singaw at ang init na tinanggihan sa panahon ng kondensasyon.

Pagkukumpara ng mga Siklo ng Carnot at Rankine

Bagaman kapuwa ang mga siklong Carnot at Rankine ay mahalaga sa thermodynamics, may magkaibang pagkakaiba ang mga ito:

  • Ang siklong Carnot ay isang huwarang siklo na may sukdulang kahusayan, habang ang siklong Rankine ay isang praktikal na siklo na ginagamit sa mga real-world application.
  • Ang siklong Carnot ay kumikilos sa pagitan ng dalawang imbakan ng temperatura, samantalang ang siklong Rankine ay nagsasangkot ng pagbabago sa yugto ng gumaganang likido.
  • Ang siklong Carnot ay binubuo ng mga prosesong reversitable, habang ang siklong Rankine ay kinabibilangan ng mga prosesong hindi mababago.

Pagsasaayos

Ang pag - unawa sa mga siklo ng thermodynamics, lalo na sa mga siklo ng Carnot at Rankine, ay mahalaga sa mga estudyante at mga tagapagturo sa larangan ng thermodynamics, at ang mga siklong ito ay nagbibigay ng kaunawaan sa mga simulain ng pagbabago at kahusayan sa enerhiya, na mahalaga sa iba't ibang gamit sa inhinyeriya.