Cycle Carnot vs Rankine
Le cycle de Carnot et le cycle de Rankine sont deux cycles discutés en thermodynamique. Ceux-ci sont discutés sous les moteurs thermiques. Les moteurs thermiques sont des dispositifs ou des mécanismes qui sont utilisés pour convertir la chaleur en travail. Le cycle de Carnot est un cycle théorique, qui donne le rendement maximal pouvant être obtenu par un moteur. Le cycle de Rankine est un cycle pratique, qui peut être utilisé pour calculer des moteurs réels. Il est indispensable de bien comprendre ces deux cycles pour exceller en thermodynamique et dans tous les domaines qui s'y rapportent. Dans cet article, nous allons discuter de ce que sont le cycle de Carnot et le cycle de Rankine, leurs définitions, leurs applications, les similitudes entre le cycle de Carnot et le cycle de Rankine, et enfin la différence entre le cycle de Carnot et le cycle de Rankine.
Qu'est-ce que le cycle de Carnot ?
Le cycle de Carnot est un cycle théorique, qui décrit un moteur thermique. Avant d'expliquer le cycle de Carnot, quelques termes doivent être définis. La source de chaleur est définie comme un appareil à température constante, qui fournira une chaleur infinie. Le dissipateur thermique est un dispositif à température constante, qui absorbe une quantité infinie de chaleur sans changer la température. Le moteur est l'appareil ou le processus qui convertit la chaleur de la source de chaleur en travail. Le cycle de Carnot se compose de quatre étapes.
1. Détente isotherme réversible du gaz – Le moteur est thermiquement relié à la source. Dans cette étape, le gaz en expansion absorbe la chaleur de la source et agit sur l'environnement. La température du gaz reste constante.
2. Expansion adiabatique réversible du gaz - Le système est adiabatique, ce qui signifie qu'aucun transfert de chaleur n'est possible. Le moteur est sorti de la source et isolé. Dans cette étape, le gaz n'absorbe aucune chaleur de la source. Le piston continue de travailler sur l'environnement.
3. Compression isotherme réversible - Le moteur est placé sur le dissipateur et mis en contact thermique. Le gaz est comprimé pour que l'environnement travaille sur le système.
4. Compression adiabatique réversible - Le moteur est sorti de l'évier et isolé. L'entourage continue de travailler sur le système.
Dans le cycle de Carnot, le travail total effectué est donné par différence entre le travail effectué sur l'environnement (étapes 1 et 2) et le travail effectué par l'environnement (étapes 3 et 4). Le cycle de Carnot est le moteur thermique le plus efficace en théorie. L'efficacité du cycle de Carnot ne dépend que des températures de la source et du puits.
Qu'est-ce que le cycle de Rankine ?
Le cycle de Rankine est aussi un cycle qui convertit la chaleur en travail. Le cycle de Rankine est un cycle pratiquement utilisé pour les systèmes constitués d'une turbine à vapeur. Il y a quatre processus principaux dans le cycle de Rankine
1. Le fonctionnement du fluide en haute pression à partir d'une basse pression
2. Le chauffage du fluide à haute pression dans une vapeur
3. La vapeur se dilate à travers une turbine faisant tourner la turbine, générant ainsi de l'énergie
4. La vapeur est refroidie à l'intérieur du condenseur.
Quelle est la différence entre le cycle de Carnot et le cycle de Rankine ?
• Le cycle de Carnot est un cycle théorique alors que le cycle de Rankine est un cycle pratique.
• Le cycle Carnot assure le maximum d'efficacité dans des conditions idéales, mais le cycle Rankine assure le fonctionnement dans des conditions réelles.
• Le rendement obtenu par le cycle de Rankine est toujours inférieur à celui du cycle de Carnot.
