Jouleov-Braytonov cyklus

Jouleov-Braytonov cyklus alebo Jouleov-Braytonov obeh je ideálny tepelný obeh pozostávajúci z vratných zmien.

Jouleov-Braytonov cyklus je modifikáciou Ericssonovho-Braytonovho cyklu s cieľom zvýšiť jeho účinnosti. Popisuje prácu turbíny, kde prívod a odvod tepla sa uskutočňuje pri konštantnom tlaku ale:

  • kompresia je izoentropická
  • využíva sa úplná regenerácia tepla (odchádzajúci plyn ohrieva vstupujúci plyn)

Takýto model nie je možné v praxi dosiahnuť, pretože vyžaduje protiprúdový výmenník tepla s nekonečne veľkou výmennou plochou, a nulovým teplotným spádom medzi ohrievanou a ohrievajúcou látkou. Prakticky sa dá tomuto cyklu priblížiť viacstupňovou kompresiou s medzichladením a viacstupňovou expanziou s prihrievaním.

Diagram Jouleovho-Braytonovho cyklu
Znázornenie Jouleovho-Braytonovho cyklu v p-V diagrame. Červenou šípkou je naznačená regenerácia tepla.

Jednotlivé fázy Jouleovho-Braytonovho cyklu znázorňuje diagram vyjadrujúci závislosť tlaku od objemu (p-V diagram). Zanesením všetkých štyroch fáz cyklu do jedného diagramu získame oblasť ohraničenú dvomi adiabatami a dvoma izobarami. Obsah tejto oblasti zodpovedá práci vykonanej strojom

  • krivka medzi bodmi 1 a 2 – izoentropická kompresia
  • krivka medzi bodmi 2 a 3 – izobarický prívod tepla
  • krivka medzi bodmi 3 a 4 – izoentropická expanzia
  • krivka medzi bodmi 4 a 1 – izobarický odvod tepla

V diagrame je pre porovnanie naznačený aj Ericssonov-Braytonov cyklus a smer regenerácie tepla. Teoreticky platí Q_p' = Q_o'

Učinnosť Ericssonovho-Braytonovho cyklu

Za vyššie popísaných podmienok účinnosť Ericssonovho-Braytonovho cyklu závisí iba:

  • od teplôt v stave 1,2 a 3,4

je teda rovnaká ako účinnosť Carnotovho cyklu

Referencie
  • Trnka J., Urban J.: Spaľovacie motory. Alfa Bratislava, 1992.
Fyzikálny portál
Chemický portál
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.