1. 사이클(Cycle) 이란?
ㅇ [열역학] 열역학적 상태 변화의 반복/순환/되풀이 (순환 과정, Cyclic Process)
- 상태의 순환 : 여러 상태를 거쳐 다시 처음 상태로 되돌아옴
ㅇ [그래프] ☞ 루프 순환, 그래프 용어 참조
- 경로의 순환 : 출발점과 도착점이 같음
ㅇ [물리,공학] ☞ 주파수/진동수(Frequency) 참조
- 회전 수 : 물리적 파동 현상의 반복성
2. [열역학] 열역학적 사이클
ㅇ 여러 상태를 거쳐 처음 상태로 다시 되돌아오는 순환 과정
- 여러 상태 변화를 반복하는,
- 사이클 장치(열기관, 냉동기, 열 펌프, 공기압축기 등)가,
. (반드시, 사이클 장치는, 완전한 사이클을 모두 단계별로 완성시켜야 제대로 가동하게 됨)
- 동력을 발생하고, 에너지를 소비하며,
- 일을 하는 과정
4. [열역학] 카르노 사이클 (Carnot Cycle)
ㅇ 완전히 가역적인 열기관 사이클 (가설적,이상적 순환 과정)
- 고온 열저장고와 저온 열저장고 사이에서,
- 4개의 가역 과정을 거쳐, 원 상태로 되돌아오는,
- 에너지 효율이 가장 높은, 순환 과정
ㅇ 4개의 가역 과정
- 등온 팽창 (Isothermal Expansion)
- 단열 팽창 (Adiabatic Expansion)
- 등온 압축 (Isothermal Compression)
- 단열 압축 (Adiabatic Compression)
※ Sadi Carnot (1796~1831) : 프랑스 공학자
- 열역학 분야에서의 선구자 (일과 열의 관계에 관한 근본적인 발견)
- 열 효율이 높은 열 기관을 연구 함
- 동일 조건에서 운전되는 카르노 엔진은 작동 유체 종류에 상관없이 동일 효율을 갖음을 증명
5. [열역학] 랭킨 사이클 (Rankine Cycle)
ㅇ 열(Heat)에서 축(Shaft) 일로 변환시키는 순환 과정
ㅇ 4 단계 : (보일러, 터빈, 응축기, 펌프)
- 급수 펌프 (단열 압축)
. 액체를 높은 압력으로 압축시키는데 사용
- 보일러 (등압 가열)
. 액체 상태의 물이 증기 상태로 변환되는 일종의 열교환기
- 터빈 (단열 팽창)
. 유체 에너지를 축 일로 변환시키는 장치
. 통상, 수증기가 터빈의 날개를 회전시킴으로써 축 일을 만들어냄
- 응축기,냉각기 (등압 방열)
. 차의 라디에이터,냉장고 뒷면의 코일 등의 일종의 열교환기
. 즉, 낮은 압력으로 나온 증기의 열을 방출하고, 액체로 응축시킴
ㅇ 例) 증기 발전소