چرخه Brayton

توربین گازی جورج برایتون اولین و برجسته ترین توربین گازی کاملاً عملیاتی بود که چرخه برایتون را اجرا کرد. گاز تحت فشار قرار گرفته و در مخزن A نگهداری می شود ، جایی که دریچه ای آن را آزاد می کند تا از طریق تونل B حرکت کرده و در محفظه C مشتعل شود. هنگامی که کار بر روی پیستون D انجام می شود ، می توان از کارهای مکانیکی برای موارد مختلفی مانند تولید برق یا حرکت استفاده کرد و همچنین یک پیستون در محفظه E وجود دارد که هوای جوی را از شیر F می مکد. اتصال به پیل سوختی که در آن می توان نسبت سوخت به هوا را تنظیم کرد تا نسبت مطلوب برای حداکثر کارایی حفظ شود. سپس گاز از طریق فرایند آدیاباتیک به دلیل وجود پیستون E به صورت مکانیکی به مخزن A فشرده می شود.در قسمت جلوی موتور ورودی محفظه فشرده سازی وجود دارد تا هوا توسط بسیاری از توربین هایی که به طور مداوم در حال چرخش و زاویه هستند ، در یک مکان خاص برای فشرده سازی مطلوب هوا مکش شود. هوا به اندازه کافی در وسط موتور فشرده شده است (مخزن احتراق) ، سوخت به محفظه احتراق اضافه می شود و جرقه زنی آغاز می شود ، جایی که واکنش بسیار گرمازا باعث می شود گاز با شدت از موتور در محفظه انبساط خارج شود پشت موتور توربین هایی در جلوی محفظه انبساط وجود دارد که به توربین های محفظه فشرده سازی متصل می شوند بنابراین کل موتور یک چرخه مداوم است به شرطی که جریان ثابت سوخت در محفظه احتراق وارد شود.ا بررسی نحوه کار یک موتور جت ، یک نگاه سریع کیفی به چگونگی عملکرد چرخه Brayton می پردازیم. یک توربین گازی از بال یک جت هوای جوی را از پشت موتور خود می مکد و در محفظه مخلوط کردن / احتراق فشرده می شود. در محفظه مخلوط کردن / احتراق ، سوخت با هوای فشرده اتمسفر مخلوط می شود ، جایی که آن را مشتعل می کند و می گذارد تا در محفظه انبساط خارج شود. انرژی که از پشت توربین گاز خارج می شود ، کاری است که برای تأمین انرژی مرحله فشرده سازی و همچنین رانش به جت استفاده می شود.تصویر
سپس چرخه Brayton می تواند به صورت کمی در موتور توربین گاز یک جت توسط دو نمودار نمودار دما / آنتروپی و نمودار فشار / حجم توصیف شود(1) هوای محیطی در جو که در حال حاضر آشفته نیست.
(1 -> 2) هوای محیط با کمپرسور توربین گاز تماس پیدا می کند و فشار و دما بطور چشمگیری افزایش می یابد. افزایش فشار ناشی از کار هوا توسط کمپرسور است که هوا را به داخل میکسر / محفظه احتراق بسته بندی می کند و افزایش فشار باعث افزایش دما در مولکول های گاز می شود زیرا حجم مخزن ثابت می ماند (PV = nRT ) از آنجا که این یک فرایند ایده آل است ، اعتقاد بر این است که آنتروپی ثابت می ماند ، بنابراین این یک روند ایزنتروپیک است (در حقیقت ، آنتروپی به دلیل جریان و حرکت مولکول های گاز افزایش می یابد).
(3 -> 5) هوای جوی در محفظه احتراق فشرده شده است و در آن سوخت گاز با هوا مخلوط می شود. هنگامی که این مخلوط مشتعل شد ، شاهد افزایش شدید دما و آنتروپی هستیم (نه فشار ، زیرا منحنی ها مقدار خاصی از فشار را نشان می دهند ، بنابراین این یک فرآیند ایزوباریک است) به دلیل واکنش احتراق سوخت و هوا . انرژی حاصل از پیوندهای شیمیایی موجود در سوخت به دلیل اشتعال شکسته شده و یک واکنش بسیار گرمازا رخ می دهد که باعث افزایش آنتروپی به دلیل شکستن زنجیره های هیدروکربن به آب و هوا (مولکول های بیشتر) و افزایش دما به دلیل افزایش انرژی محیط از واکنش گرمازا.