Brayton Cycle
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Le cycle de Brayton est un modèle utiliser dans le la thermodynamique pour les cycles idéal des turbine à gaz, il est composé des quatre transformations suivantes, qui sont représenter dans un diagramme T-S. 1) Compression isentropique (2 à3). 2) Combustion isobare (3 à 4) 3) Détente isentropique (4 à 9) 4) Refroidissement isobare (9 à 2) La figure suivante représente les différents composants de base du cycle de Brayton
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Le cycle de Brayton est un modèle utiliser dans le la thermodynamique pour les cycles idéal des turbine à gaz, il est composé des quatre transformations suivantes, qui sont représenter dans un diagramme T-S.
1) Compression isentropique (2 à3).2) Combustion isobare (3 à 4)3) Détente isentropique (4 à 9)4) Refroidissement isobare (9 à 2)
La figure suivante représente les différents composants de base du cycle de Brayton
Dans le cycle idéal, les transformations dans la turbine et le compresseur sont considérer réversive est adiabatique (isentropique) alors que les transformations dans les échangeurs de chaleur sont considéré isobare.Pour un gaz parfait, l’analyse thermodynamique du cycle idéal de brayton donne les équations suivantes pour chaque composant :
Le rendement thermique du cycle est
Les transformations sont isobare dans les échangeurs de chaleur donc et
. Puisque les transformations sont isentropique dans le compresseur et la
turbine on à Donc le rendement thermique s’écrit
Avec PR le rapport de pression La figure suivante représente le rendement thermique en fonction du rapport de pression du compresseur
Pour un cycle de brayton idéal avec température fixe d’entré du compresseur et
de la sortie de l’échangeur de chaleur ,on peut montrer que le rapport de température du compresseur sont optimum pour
D’où
Le graphe suivant représente le travail net par unité de mass en fonction de pour
l’aire à
Il existe trois variations du cycle brayton de base qu’on représente dans les figures qui suivent :
- Cycle à turbine haute pression HP qui entraine le compresseur et une turbine basse pression libre qui délivre la puissance net. Ce cycle a le même rendement thermique que le cycle de brayton idéal.
-cycle de brayton avec réchauffe, l’ajout de chaleur dans le cycle permet d’augmenter la puissance net de la turbine basse pression.
-cycle de brayton avec régénération, ce cycle permet d’améliorer le rendement thermique. Pour un
régénérateur idéal, on a et .
La régénération n’est possible que si est supérieur à
La figure suivante représente le rendement thermique pour diffèrent valeurs de .
La formule donnant le rendement thermique du cycle de brayton avec régénération est :
