چرخه رنکین

چرخهٔ رنکین (به انگلیسی: Rankine cycle) در علم ترمودینامیک، یک چرخهٔ تبدیل گرما به کار است. این چرخه از دو فرایند هم فشار و دو فرایند هم آنتروپی تشکیل شده‌است. در چرخهٔ رنکین از تغییر فاز بین بخار و مایع استفاده می‌شود تا اختلاف حجم مخصوص بین فرایندهای تراکم و انبساط افزایش و در نتیجه کار خروجی افزایش یابد. این چرخه چرخهٔ ایده‌آل برای سیستم نیروگاه‌های بخار است.

چرخه رنکین با ۴ جزء اصلی

روابط

بازده این چرخه بر اساس رابطهٔ زیر محاسبه می‌گردد:

$\eta _{therm}={\frac {{\dot {W}}_{turbine}-{\dot {W}}_{pump}}{{\dot {Q}}_{in}}}\approx {\frac {{\dot {W}}_{turbine}}{{\dot {Q}}_{in}}}$

مقادیر داخل رابطه با توجه به فرمول‌های زیر و نمودار فوق به این صورت خواهد بود:

${\frac {{\dot {Q}}_{in}}{\dot {m}}}=h_{3}-h_{2}$

${\frac {{\dot {Q}}_{out}}{\dot {m}}}=h_{4}-h_{1}$

${\frac {{\dot {W}}_{pump}}{\dot {m}}}=h_{2}-h_{1}$

${\frac {{\dot {W}}_{turbine}}{\dot {m}}}=h_{3}-h_{4}$

نمودار دما بر حسب آنتروپی برای چرخهٔ رنکینی که بین فشار ۰٫۰۶ تا ۵۰ بار کار می‌کند.

منابع

• Van Wyllen 'Fundamentals of thermodynamics' (ISBN 85-212-0327-6)
• Moran & Shapiro 'Fundamentals of Engineering Thermodynamics' (ISBN 0-471-27471-2)
• Wikibooks Engineering Thermodynamics