Ключевое различие между циклом Ренкина и циклом Брайтона заключается в том, что цикл Ренкина представляет собой паровой цикл, тогда как цикл Брайтона представляет собой цикл между жидкой и паровой фазами.
И цикл Ренкина, и цикл Брайтона являются термодинамическими циклами. Термодинамический цикл представляет собой последовательность различных термодинамических процессов, включающих передачу работы и тепла в систему и из нее, которая имеет переменные условия температуры и давления.
Что такое цикл Ренкина?
Цикл Ренкина - это модель, предсказывающая работу паровой турбины. Модель представляет собой паровой цикл. Это идеальная модель термодинамического цикла, происходящего в тепловом двигателе с фазовым переходом. В цикле Ренкина есть четыре основных компонента, и мы можем пренебречь потерями на трение от любого из этих четырех компонентов.
Рисунок 01: Цикл Ренкина
Теория, лежащая в основе цикла Ренкина, используется на тепловых электростанциях для выработки электроэнергии. Мощность, вырабатываемая в ходе этого процесса, зависит от разницы температур между источником тепла и источником холода. Если разница значительно велика, то мы можем извлечь больше мощности из тепловой энергии. Обычно источником тепла, используемым здесь, может быть либо ядерное деление, либо сжигание ископаемого топлива. Чем выше температура, тем лучше источник. При этом к источникам холода относятся градирни с целевым водоемом. Чем холоднее температура, тем лучше источник. Четыре фазы цикла Ренкина следующие:
- Процесс 1-2: прокачка рабочей жидкости. На этом этапе жидкость находится в жидком состоянии. Поэтому насос требует малой подводимой энергии. Давление насоса увеличивается во время процесса.
- Процесс 2-3: Жидкость под высоким давлением поступает в котел. Жидкость нагревается при постоянном давлении. Здесь применяется источник тепла. Образует сухой насыщенный пар.
- Процесс 3-4: сухой насыщенный пар расширяется через турбину. Здесь вырабатывается мощность. Затем температура и давление уменьшаются. Некоторое количество паров также может подвергаться конденсации.
- Процесс 4-1: Влажный пар поступает в конденсатор, который образует насыщенную жидкость при постоянном давлении.
Что такое цикл Брайтона?
Цикл Брайтона - это термодинамический цикл, описывающий работу тепловой машины постоянного давления. Цикл обычно работает как открытая система. Но для требований термодинамического анализа мы рассматриваем это как работу закрытой системы, предполагая, что выхлопные газы повторно используются во время процесса. Процесс был назван в честь ученого Джорджа Брайтона. Идеализированная модель цикла Брайтона выглядит следующим образом:
Рисунок 02: Цикл Брайтона
Цикл состоит из трех компонентов. Это компрессор, камера смешения и детандер. Двигатели Брайтона обычно относятся к типу газотурбинных двигателей.
В чем разница между циклом Ренкина и циклом Брайтона?
Цикл Ренкина - это модель, описывающая работу паровой турбины, а цикл Брайтона - это термодинамический цикл, описывающий работу тепловой машины постоянного давления. Ключевое различие между циклом Ренкина и циклом Брайтона заключается в том, что цикл Ренкина представляет собой паровой цикл, тогда как цикл Брайтона представляет собой цикл между жидкой и паровой фазами. Кроме того, еще одно различие между циклом Ренкина и циклом Брайтона состоит в том, что в цикле Ренкина четыре компонента, а в цикле Брайтона только три компонента.
Приведенная ниже инфографика показывает разницу между циклом Ренкина и циклом Брайтона.
Резюме - цикл Ренкина против цикла Брайтона
И цикл Ренкина, и цикл Брайтона являются типами термодинамических циклов. Ключевое различие между циклом Ренкина и циклом Брайтона заключается в том, что цикл Ренкина - это паровой цикл, тогда как цикл Брайтона - это цикл между жидкой и паровой фазами.
