Цикл Брайтона

Рассматривается цикл теплового двигателя, в котором рабочее тело представляет собой открытую термодинамическую систему – поток газа с очень малой скоростью.

Цикл Брайтона состоит из двух изобарных и двух адиабатных процессов (рис.2.11, 2.12).

Исходными данными для расчёта цикла Брайтона являются:

параметры состояния в исходной точке «1» (начало цикла) степень повышения давления ; степень подогрева рабочего тела в цикле ; показатель адиабаты и газовая постоянная .

Рис.2.10. Изменение термического КПД цикла Дизеля от степени

сжатия при различных степенях подогрева рабочего тела

Рис.2.11. Изображение цикла Брайтона в координатах

Рис.2.12. Изображение цикла Брайтона в координатах

1. Порядок расчета параметров состояния в контрольных точках цикла Брайтона следующий:

(адиабатный процесс сжатия)

Точка «2»:

(изобарный процесс подвода теплоты к рабочему телу)

Точка «3»:

( адиабатный процесс расширения )

Точка «4»:

2. Расчёт энергий, участвующих в процессах цикла Брайтона, производится в следующей последовательности:

(работа сжатия, эквивалентная площади фигуры на рис.2.12).

(работа расширения, эквивалентная площади фигуры на рис.2.12);

(количество теплоты, подведенное к рабочему телу, эквивалентное площади фигуры на рис.2.12);

(количество теплоты, отведенное от рабочего тела в окружающую среду и эквивалентное площади фигуры на рис.2.12);

Полезная работа цикла Брайтона, эквивалентная площади фигуры на рис.2.12:

Термический КПД цикла Брайтона:

2.4.1. Особенности цикла Брайтона:

а) рабочее тело – поток воздуха (открытая термодинамическая система);

б) сжатие производится в компрессоре – лопаточной машине, в которой механическая работа, подводимая к ротору компрессора, преобразуется в энергию давления. Поэтому степень повышения давления или степень сжатия ограничивается напорностью лопаточных аппаратов;

в) температура газа в точке «3» ограничивается из-за прочности турбины – лопаточной машины, в которой происходит преобразование тепловой энергии рабочего тела в механическую работу на валу;

г) давление в точке «4» равно давлению в точке «1», то есть выхлопные газы имеют только более высокую температуру по сравнению с атмосферным воздухом.