Diferencia entre el ciclo de Rankine y el ciclo de Brayton

El diferencia clave Entre el ciclo de Rankine y el ciclo de Brayton es que El ciclo de Rankine es un ciclo de vapor, mientras que el ciclo Brayton es un ciclo entre las fases líquidas y de vapor.

Tanto el ciclo de Rankine como el ciclo de Brayton son ciclos termodinámicos. Un ciclo termodinámico es una secuencia de diferentes procesos termodinámicos que implican la transferencia de trabajo y calor dentro y fuera de un sistema, que tiene condiciones variables de temperatura y presión.

CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia de claves
2. ¿Qué es el ciclo de Brayton?
3. ¿Qué es el ciclo de Rankine? 
4. Comparación de lado a lado - Ciclo Rankine vs Brayton ciclo en forma tabular
5. Resumen

¿Qué es el ciclo de Rankine??

Rankine Cycle es un modelo que predice el rendimiento de una turbina de vapor. El modelo es un ciclo de vapor. Es un modelo ideal para el ciclo termodinámico que tiene lugar en un motor térmico con un cambio de fase. Hay cuatro componentes principales en el ciclo de Rankine y podemos descuidar las pérdidas de fricción de cualquiera de estos cuatro componentes.

Figura 01: Ciclo de Rankine

La teoría detrás del ciclo de Rankine se usa en las plantas de generación de energía térmica para generar energía. La potencia generada a través de este proceso depende de la diferencia de temperatura entre la fuente de calor y la fuente de frío. Si la diferencia es considerablemente alta, entonces podemos extraer más energía de la energía térmica. Por lo general, la fuente de calor utilizada aquí puede ser fisión nuclear o combustibles fósiles en quema. Mayor la temperatura, mejor la fuente es. Mientras tanto, las fuentes de frío incluyen torres de enfriamiento con un cuerpo de agua objetivo. Enfriar la temperatura, mejor la fuente es.  Las cuatro fases en el ciclo de Rankine son las siguientes:

1. Proceso 1-2: bombear el fluido de trabajo. El fluido está en estado líquido en esta etapa. Por lo tanto, la bomba requiere baja energía de entrada. La presión de la bomba aumenta durante el proceso.
2. Proceso 2-3: El fluido de alta presión entra en una caldera. El fluido sufre calentamiento a una presión constante. La fuente de calor se aplica aquí. Forma vapor saturado en seco.
3. Proceso 3-4: el vapor saturado en seco se expande a través de una turbina. Aquí, se genera energía. Entonces la temperatura y la presión disminuyen. Algún vapor también puede sufrir condensación.
4. Proceso 4-1: el vapor húmedo entra en un condensador, que forma un líquido saturado a una presión constante.

¿Qué es el ciclo de Brayton??

El ciclo de Brayton es un ciclo termodinámico que describe el funcionamiento de un motor de calor de presión constante. El ciclo generalmente se ejecuta como un sistema abierto. Pero, para los requisitos del análisis termodinámico, lo consideramos como una operación del sistema cerrado al suponer que los gases de escape se reutilizan durante el proceso. El proceso lleva el nombre del científico George Brayton. El modelo idealizado para el ciclo Brayton es el siguiente:

Figura 02: ciclo de Brayton

El ciclo contiene tres componentes. Son el compresor, la cámara de mezcla y el expansor. Los motores Brayton generalmente están en el tipo de motor de la turbina.

¿Cuál es la diferencia entre el ciclo de Rankine y el ciclo Brayton??

El ciclo de Rankine es un modelo que describe el rendimiento de una turbina de vapor, mientras que el ciclo de Brayton es un ciclo termodinámico que describe el funcionamiento de un motor de calor de presión constante. La diferencia clave entre el ciclo de Rankine y el ciclo Brayton es que el ciclo de Rankine es un ciclo de vapor, mientras que el ciclo Brayton es un ciclo entre las fases líquidas y de vapor. Además, otra diferencia entre el ciclo de Rankine y el ciclo de Brayton es que hay cuatro componentes en el ciclo de Rankine, mientras que solo hay tres componentes en el ciclo de Brayton.

La siguiente infografía tabula la diferencia entre el ciclo de Rankine y el ciclo de Brayton.

Resumen -Rankine Cycle vs Brayton Cycle

Tanto el ciclo de Rankine como el ciclo Brayton son tipos de ciclos termodinámicos. La diferencia clave entre el ciclo de Rankine y el ciclo Brayton es que el ciclo de Rankine es un ciclo de vapor, mientras que el ciclo Brayton es un ciclo entre las fases líquidas y de vapor.

Referencia:

1. "Rankine ciclo." Wikipedia, Fundación Wikimedia, 17 de enero. 2020, disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. Por Wikipedia (Usuario: Andrew.Ainsworth) usuario [[: Usuario: Andrew.Ainsworth: user: 3 | 3]] (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. "Brayton Cycle" (CC By-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia