Siklus Rankine

Siklus Rankine

            Siklus Rankine adalah siklus termodinamika yang mengubah panas menjadi kerja. Panas disuplai secara eksternal pada aliran tertutup, yang biasanya menggunakan air sebagai fluida yang bergerak. Siklus Rankine merupakan model operasi dari mesin uap panas yang secara umum ditemukan di pembangkit listrik. Sumber panas yang utama untuk siklus Rankine adalah batu bara, gas alam, minyak bumi, nuklir, dan panas matahari.

            Siklus Rankine kadang-kadang diaplikasikan sebagai siklus Carnot, terutama dalam menghitung efisiensi. Perbedaannya hanyalah siklus ini menggunakan fluida yang bertekanan, bukan gas. Efisiensi siklus Rankine biasanya dibatasi oleh fluidanya.  Fluida pada Siklus Rankine mengikuti aliran tertutup dan digunakan secara konstan.

Siklus Rankin Ideal miliki tahapan proses sebagai berikut:

1-2 Isentropic Compression

2-3 Constant pressure heat addition in boiler

3-4 Isentropic expansion in turbine

4-1 Constant pressure heat rejection in condenser

Mesin kalor

Mesin kalor adalah sebutan untuk alat yang berfungsi mengubah  . Dalam  , mesin panas adalah sistem yang melakukan konversi  atau  untuk  . Hal ini dilakukan dengan membawa suatu zat yang bekerja dari tinggi  negara ke keadaan suhu yang lebih rendah. Sebuah panas "sumber" menghasilkan energi panas yang membawa zat bekerja untuk negara suhu tinggi. Substansi bekerja menghasilkan karya dalam "" dari mesin saat  ke "dingin " sampai mencapai keadaan suhu rendah. Selama proses ini beberapa energi panas diubah menjadi  dengan memanfaatkan sifat-sifat substansi bekerja. Substansi kerja yang dapat berupa sistem dengan non-nol, tapi biasanya adalah gas atau cairan.

Secara umum sebuah  mengubah energi mekanik untuk  . Mesin panas membedakan diri dari jenis lain mesin oleh fakta bahwa efisiensi mereka secara fundamental dibatasi oleh. Meskipun keterbatasan ini efisiensi bisa menjadi kelemahan, keuntungan dari mesin panas adalah bahwa sebagian besar bentuk energi yang dapat dengan mudah dikonversi ke panas oleh proses seperti  (seperti pembakaran), partikel cahaya atau energik, , dan. Karena sumber panas yang memasok energi panas ke mesin sehingga dapat didukung oleh hampir semua jenis energi, mesin panas sangat fleksibel dan memiliki berbagai penerapan.

Mesin panas sering bingung dengan siklus mereka mencoba untuk meniru. Biasanya ketika menggambarkan perangkat fisik 'mesin' istilah yang digunakan. Ketika menggambarkan model 'siklus' istilah yang digunakan.

Dalam  , mesin panas sering dimodelkan menggunakan model rekayasa standar seperti. Model teoritis dapat disempurnakan dan ditambah dengan data aktual dari mesin operasi, menggunakan alat-alat seperti  . Karena implementasi yang sebenarnya sangat sedikit panas mesin sama persis dengan siklus termodinamika yang mendasari mereka, orang bisa mengatakan bahwa siklus termodinamika merupakan kasus ideal mesin mekanik. Dalam kasus apapun, sepenuhnya memahami mesin dan efisiensi yang memerlukan memperoleh pemahaman yang baik tentang (mungkin disederhanakan atau ideal) model teoritis, nuansa praktis mesin mekanik yang sebenarnya, dan perbedaan antara keduanya.

Secara umum, semakin besar perbedaan suhu antara sumber panas dan wastafel dingin, semakin besar adalah potensi  dari siklus. Di Bumi, sisi dingin dari setiap mesin panas terbatas untuk menjadi dekat dengan suhu sekitar lingkungan, atau tidak lebih rendah dari 300  , sehingga sebagian besar upaya untuk meningkatkan efisiensi termodinamika berbagai fokus panas mesin pada peningkatan suhu sumber, dalam batas-batas materi. Efisiensi teoritis maksimum mesin panas (yang mesin tidak pernah mencapai) adalah sama dengan perbedaan suhu antara ujung panas dan dingin dibagi oleh suhu pada akhir panas, semuanya dinyatakan dalam  atau.

Efisiensi mesin panas yang berbeda diusulkan atau digunakan berkisar hari ini dari 3 persen (97 persen limbah panas) untuk  usulan daya laut melalui 25 persen untuk mesin otomotif kebanyakan sampai 45 persen untuk, menjadi sekitar 60 persen untuk uap-cooled  . Semua proses mendapatkan efisiensi mereka (atau ketiadaan) karena penurunan suhu di antara mereka.

Dalam  misalnya, energi panas hasil pembakaran  diubah menjadi  . Tetapi, dalam semua mesin kalor kita ketahui bahwa pengubahan energi panas ke energi mekanik selalu disertai pengeluaran  buang, yang membawa sejumlah energi panas. Dengan demikian, hanya sebagian energi panas hasil pembakaran bahan bakar yang diubah ke energi mekanik. Contoh lain adalah dalam mesin pembangkit tenaga listrik; atau bahan bakar lain dibakar dan energi panas yang dihasilkan digunakan untuk mengubah wujud  ke. Uap ini diarahkan ke sudu-sudu sebuah, membuat sudu-sudu ini berputar. Akhirnya energi mekanik putaran ini digunakan untuk menggerakkan.