• Author / Uploaded
• CarlosGordillo

• Categories
• Naturaleza
• Química física
• Química
• Mecánica Continua
• Termodinámica

Citation preview

Historia El ciclo aparece recién asociado a la patente de una maquina de gas del inglés John Barber, en 1791, pero el motor fracaso debido a la grandes deficiencias.

En 1873 George Brayton expuso el principio de funcionamiento del ciclo que lleva su nombre, dando como ejemplo una maquina patentada para dicha exposición

Introducción  La importancia del ciclo joule brayton radica en que es el ciclo que rige el funcionamiento de las turbinas de gas ya sea con ciclo cerrado o abierto.  La sustancia de trabajo para el ciclo brayton se comporta como un gas ideal, o sea z=1, siendo por lo tanto su entalpia y su energía interna funciones de su temperatura.  La turbina de gas es compacta y de relativo bajo costo aunque sus consumos específicos de combustible son algo mayores que el de vapor

Procesos del ciclo  1-2 El gas es comprimido adiabatica y reversiblemente, esto es a entropia constante en el compresos.  2-3 Calentamiento a presion constante hasta alcanzar la temperatura T3 (temperatura mxima del ciclo). Durante este proceso tranfiere calor “qa”.  3-4 El gas se expande adiabatica y reversiblemente, esto es isoentropico desde la presion del calentador hasta presion duera del gas.  4-1 Enfriamiento a presion constante hasta alcanzar la temperatura T1 (temperatura minima del ciclo). Durante este proceso se tranfiere calor “qB”.

Análisis Energético  COMPRESOR (proceso de 1-2, isoentrópico ) Usando primera ley

Por ser el proceso adiabatico (1q2 = 0)

Al analizar el diagrama se ve que h2>h1 y por lo tanto el W es negativo, ademas es aire con (z=1)

El mismo trabajo por otro lado es:

Y esta representado por el area comprendida entre la curva del proceso 1-2, en el plano p-v, ademas este proceso por ser isoentropico se cumple:

La relacion (P1/P2) es un parametrocaracteristico de las turbinas a gas se representa por 𝜋

 CALENTADOR (proceso 2-3, isobarico) Usando la primera ley:

Para este proceso el trabajo es:

Pero al ser la presion constante el trabajo es 0 y ello se puede ver en el plano p-v donde no hay area en este proceso:

El calor 2q3 transferido durante este proceso contituye todo el calor aportado al aire o gas por lo tanto es igual al Qa:

 TURBINA (proceso 3-4, isoentrópico) Por primera ley

Por ser el proceso adiabatico 3q4=0

El trabajo de la turbina esta representado por el area enntre el proceso 3-4 ,entonces por ser isoentrópico tenemos:

Teniendo en cuenta que P3=P2 Y P4=P1

Igualando con la ecuacion echa en “compresion” tenemos:

Es decir que la relacion de la turbina es igual a la relacion de temperaturas en el compresor  ENFRIADOR (proceso 4-1, isobárico) Por primera ley

Para este proceso al igual que en el proceso 2-3 el trabajo es nulo, como se puede apreciar en el plano p-v donde no hay area entre el proceso, osea

Dado que t1