La diferència clau entre el cicle Rankine i el cicle Brayton és que el cicle Rankine és un cicle de vapor, mentre que el cicle Brayton és un cicle entre les fases líquida i de vapor.
Tant el cicle de Rankine com el de Brayton són cicles termodinàmics. Un cicle termodinàmic és una seqüència de diferents processos termodinàmics que impliquen la transferència de treball i calor dins i fora d'un sistema, que té condicions de temperatura i pressió variables.
Què és el cicle Rankine?
El cicle Rankine és un model que prediu el rendiment d'una turbina de vapor. El model és un cicle de vapor. És un model ideal per al cicle termodinàmic que té lloc en un motor tèrmic amb canvi de fase. Hi ha quatre components principals en el cicle Rankine i podem descuidar les pèrdues per fricció de qualsevol d'aquests quatre components.
Figura 01: cicle Rankine
La teoria del cicle Rankine s'utilitza a les plantes de generació d'energia tèrmica per generar energia. L'energia generada mitjançant aquest procés depèn de la diferència de temperatura entre la font de calor i la font de fred. Si la diferència és considerablement alta, podem extreure més potència de l'energia tèrmica. Normalment, la font de calor utilitzada aquí pot ser la fissió nuclear o la crema de combustibles fòssils. Com més alta sigui la temperatura, millor serà la font. Mentrestant, les fonts de fred inclouen torres de refrigeració amb un cos d'aigua objectiu. A més freda la temperatura, millor serà la font. Les quatre fases del cicle Rankine són les següents:
- Procés 1-2: bombeig del fluid de treball. El fluid es troba en estat líquid en aquesta etapa. Per tant, la bomba requereix poca energia d'entrada. La pressió de la bomba augmenta durant el procés.
- Procés 2-3: el fluid d' alta pressió entra a una caldera. El fluid s'escalfa a pressió constant. La font de calor s'aplica aquí. Forma vapor saturat sec.
- Procés 3-4: el vapor saturat sec s'expandeix a través d'una turbina. Aquí es genera energia. Aleshores la temperatura i la pressió disminueixen. Alguns vapors també poden patir condensació.
- Procés 4-1: el vapor humit entra en un condensador, que forma un líquid saturat a pressió constant.
Què és el cicle Brayton?
El cicle Brayton és un cicle termodinàmic que descriu el funcionament d'un motor tèrmic a pressió constant. El cicle sol funcionar com un sistema obert. Però, per als requisits de l'anàlisi termodinàmica, ho considerem com una operació de sistema tancat assumint que els gasos d'escapament es reutilitzen durant el procés. El procés va rebre el nom del científic George Brayton. El model idealitzat per al cicle de Brayton és el següent:
Figura 02: cicle de Brayton
El cicle conté tres components. Són el compressor, la cambra de mescla i l'expansor. Els motors Brayton solen ser del tipus de motor de turbina.
Quina diferència hi ha entre el cicle Rankine i el cicle Brayton?
El cicle Rankine és un model que descriu el rendiment d'una turbina de vapor, mentre que el cicle Brayton és un cicle termodinàmic que descriu el funcionament d'un motor tèrmic a pressió constant. La diferència clau entre el cicle Rankine i el cicle Brayton és que el cicle Rankine és un cicle de vapor, mentre que el cicle Brayton és un cicle entre les fases líquida i de vapor. A més, una altra diferència entre el cicle Rankine i el cicle Brayton és que hi ha quatre components al cicle Rankine mentre que només hi ha tres components al cicle Brayton.
La infografia següent mostra la diferència entre el cicle Rankine i el cicle Brayton.
Resum: cicle Rankine vs cicle Brayton
Tant el cicle Rankine com el cicle Brayton són tipus de cicles termodinàmics. La diferència clau entre el cicle Rankine i el cicle Brayton és que el cicle Rankine és un cicle de vapor, mentre que el cicle Brayton és un cicle entre les fases líquida i de vapor.
