Cos'è ciclo brayton?

Ciclo Brayton

Il Ciclo Brayton è un ciclo termodinamico che descrive il funzionamento di una turbina a gas. È uno dei cicli termodinamici più utilizzati, specialmente per la generazione di energia elettrica e per la propulsione di aerei. Si compone di quattro processi:

Compressione adiabatica: L'aria (o un altro gas) viene compressa in un compressore, aumentando la sua pressione e temperatura. https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Compressione%20adiabatica
Aggiunta di calore isobara: L'aria compressa entra in una camera di combustione, dove viene miscelata con il carburante e bruciata. Questa combustione aggiunge calore al sistema mantenendo la pressione costante. https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Aggiunta%20di%20calore%20isobara
Espansione adiabatica: I gas caldi e ad alta pressione si espandono attraverso una turbina, producendo lavoro meccanico. https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Espansione%20adiabatica
Reiezione di calore isobara: I gas di scarico vengono raffreddati a pressione costante, riportando il sistema al suo stato iniziale. In un ciclo ideale, questo avviene rilasciando calore nell'ambiente. https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Reiezione%20di%20calore%20isobara

Caratteristiche Principali:

Ciclo ideale: Il ciclo Brayton ideale assume processi adiabatici reversibili (isentropici) e processi isobarici. Questo è un'idealizzazione, in quanto nella realtà si verificano perdite dovute all'attrito e all'irreversibilità.
Efficienza: L'efficienza del ciclo Brayton dipende dal rapporto di pressione del compressore e dalle temperature massima e minima del ciclo.
Applicazioni: Ampiamente utilizzato in turbine a gas per la generazione di energia elettrica, motori a reazione aeronautici (turbojet, turbofan, turboprop) e alcune applicazioni industriali.

Tipi di cicli Brayton:

Ciclo Brayton semplice: La configurazione base con compressore, camera di combustione e turbina.
Ciclo Brayton rigenerativo: Utilizza uno scambiatore di calore per preriscaldare l'aria compressa con i gas di scarico, aumentando l'efficienza. https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Ciclo%20Brayton%20rigenerativo
Ciclo Brayton con interrefrigerazione: Utilizza uno o più stadi di raffreddamento durante la compressione per ridurre il lavoro richiesto dal compressore.
Ciclo Brayton con risurriscaldamento: Il gas viene espanso in più stadi con riscaldamento intermedio per aumentare il lavoro prodotto dalla turbina.

Diagramma P-V e T-S:

Il ciclo Brayton può essere rappresentato graficamente su un diagramma pressione-volume (P-V) e su un diagramma temperatura-entropia (T-S). Questi diagrammi aiutano a visualizzare i cambiamenti di stato del gas durante il ciclo. https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Diagramma%20P-V , https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Diagramma%20T-S