कार्नाट बनाम रैंकिन चक्र
कार्नोट चक्र और रैंकिन चक्र थर्मोडायनामिक्स में चर्चा किए गए दो चक्र हैं। इन पर हीट इंजन के तहत चर्चा की जाती है। हीट इंजन वे उपकरण या तंत्र हैं जिनका उपयोग गर्मी को काम में बदलने के लिए किया जाता है। कार्नोट चक्र एक सैद्धांतिक चक्र है, जो एक इंजन द्वारा प्राप्त की जा सकने वाली अधिकतम दक्षता देता है। रैंकिन चक्र एक व्यावहारिक चक्र है, जिसका उपयोग वास्तविक जीवन इंजनों की गणना के लिए किया जा सकता है। ऊष्मप्रवैगिकी और इससे संबंधित किसी भी क्षेत्र में उत्कृष्टता प्राप्त करने के लिए इन दो चक्रों में एक उचित समझ होना महत्वपूर्ण है। इस लेख में, हम चर्चा करने जा रहे हैं कि कार्नोट चक्र और रैंकिन चक्र क्या हैं, उनकी परिभाषाएँ, उनके अनुप्रयोग, कार्नोट चक्र और रैंकिन चक्र के बीच समानताएं, और अंत में कार्नोट चक्र और रैंकिन चक्र के बीच का अंतर।
कार्नोट साइकिल क्या है?
कार्नोट चक्र एक सैद्धांतिक चक्र है, जो एक ऊष्मा इंजन का वर्णन करता है। कार्नोट चक्र की व्याख्या करने से पहले, कुछ शब्दों को परिभाषित करना होगा। ऊष्मा स्रोत को एक स्थिर तापमान उपकरण के रूप में परिभाषित किया गया है, जो अनंत ऊष्मा प्रदान करेगा। हीट सिंक एक स्थिर तापमान उपकरण है, जो तापमान को बदले बिना अनंत मात्रा में गर्मी को अवशोषित करेगा। इंजन वह उपकरण या प्रक्रिया है, जो ऊष्मा को ऊष्मा स्रोत से कार्य में परिवर्तित करता है। कार्नोट चक्र में चार चरण होते हैं।
1. गैस का प्रतिवर्ती इज़ोटेर्मल विस्तार - इंजन थर्मल रूप से स्रोत से जुड़ा होता है। इस चरण में, फैलती हुई गैस स्रोत से ऊष्मा को अवशोषित करती है और परिवेश पर कार्य करती है। गैस का तापमान स्थिर रहता है।
2. गैस का प्रतिवर्ती रुद्धोष्म प्रसार - प्रणाली रुद्धोष्म है जिसका अर्थ है कि कोई ऊष्मा अंतरण संभव नहीं है। इंजन को स्रोत से बाहर निकाला जाता है और इन्सुलेट किया जाता है। इस चरण में, गैस स्रोत से किसी भी गर्मी को अवशोषित नहीं करती है। पिस्टन आसपास के काम करना जारी रखता है।
3. प्रतिवर्ती इज़ोटेर्मल संपीड़न - इंजन को सिंक पर रखा जाता है और थर्मल रूप से संपर्क किया जाता है। गैस को संपीड़ित किया जाता है ताकि आसपास के सिस्टम पर काम हो रहा हो।
4. प्रतिवर्ती रुद्धोष्म संपीड़न - इंजन को सिंक से बाहर निकाला जाता है और इन्सुलेट किया जाता है। आस-पास सिस्टम पर काम करना जारी रखता है।
कारनोट चक्र में, किया गया कुल कार्य परिवेश पर किए गए कार्य (चरण 1 और 2) और परिवेश द्वारा किए गए कार्य (चरण 3 और 4) के बीच के अंतर द्वारा दिया जाता है। सिद्धांत रूप में कार्नोट चक्र सबसे कुशल ऊष्मा इंजन है। कार्नोट चक्र की दक्षता केवल स्रोत और सिंक के तापमान पर निर्भर करती है।
रैंकिन साइकिल क्या है?
रैंकाइन चक्र भी एक चक्र है, जो गर्मी को काम में बदल देता है। रैंकिन चक्र एक वाष्प टर्बाइन से युक्त प्रणालियों के लिए व्यावहारिक रूप से उपयोग किया जाने वाला चक्र है। रैंकिन चक्र में चार मुख्य प्रक्रियाएं होती हैं
1. निम्न दाब से उच्च दाब में द्रव का कार्य
2. उच्च दाब द्रव को वाष्प में गर्म करना
3. टर्बाइन को घुमाने वाले टरबाइन के माध्यम से वाष्प फैलता है, जिससे बिजली उत्पन्न होती है
4. वाष्प को वापस कंडेनसर के अंदर ठंडा किया जाता है।
कार्नोट साइकिल और रैंकिन साइकिल में क्या अंतर है?
• कार्नोट चक्र एक सैद्धांतिक चक्र है जबकि रैंकिन चक्र एक व्यावहारिक चक्र है।
• कार्नोट चक्र आदर्श परिस्थितियों में अधिकतम दक्षता सुनिश्चित करता है, लेकिन रैंकिन चक्र वास्तविक परिस्थितियों में संचालन सुनिश्चित करता है।
• रैंकिन चक्र द्वारा प्राप्त दक्षता कार्नोट चक्र की तुलना में हमेशा कम होती है।
