Русская Википедия:Цикл Брайтона

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Термодинамические циклы Цикл Брайтона/Джоуля — термодинамический цикл, описывающий рабочие процессы газотурбинного, турбореактивного и прямоточного воздушно-реактивного двигателей внутреннего сгорания, а также газотурбинных двигателей внешнего сгорания с замкнутым контуром газообразного (однофазного) рабочего тела.

Цикл назван в честь американского инженера Джорджа Брайтона, который изобрёл поршневой двигатель внутреннего сгорания, работавший по этому циклу.

Иногда этот цикл называют также циклом Джоуля — в честь английского физика Джеймса Джоуля, установившего механический эквивалент тепла.

Файл:T cycle Brayton.png
P — V диаграмма цикла Брайтона
Файл:Obieg Braytona-Joulea.svg
I — S (T — S) диаграмма цикла Брайтона
Идеального (1—2—3—4—1)
Реального (1—2p—3—4p—1)
Файл:Schem turb gaz2.png
Схема газовой турбины, работающей по открытому циклу: S — компрессор; KS — камера сгорания; T — турбина; G — электрический генератор
Файл:Schem turb gaz3 en-simple.svg
Схема газовой турбины, работающей по закрытому циклу Брайтона: C — компрессор; T — турбина; W — нагреватель (им может быть, в том числе, и ядерный реактор), M — холодильник, ~ подключённый электрогенератор

Идеальный цикл Брайтона состоит из процессов

С учётом отличий реальных адиабатических процессов расширения и сжатия от изоэнтропических, строится реальный цикл Брайтона (1—2p—3—4p—1 на T-S диаграмме)

Термический КПД идеального цикла Брайтона принято выражать формулой:
<math>\eta=1-\frac{1}{\pi^{\frac{k-1} {k}}}</math>

где <math>\pi=p_2/p_1</math> — степень повышения давления в процессе изоэнтропийного сжатия (1—2);
<math>k</math> — показатель адиабаты (для воздуха равный 1,4)

Обратный цикл Брайтона

Если обойти цикл Брайтона в обратном направлении — (1—4—3—2—1) получится цикл холодильной машины, называемый также циклом Белла Колемана.

Поскольку согласно второму началу термодинамики непосредственная теплопередача от тела с более низкой температурой к телу с более высокой невозможна, холодильный цикл Брайтона осуществим только при условии, что температура холодильника не ниже <math>T_4</math> , а температура нагревателя не выше <math>T_2</math>.

Холодильные установки с замкнутым контуром газообразного однофазного рабочего тела, работающие по обратному циклу Брайтона, применяются на практике.

См. также

Ссылки

Шаблон:Physics-stub