Ciclo bryton
O ciclo de trabalho não apresenta mudança de fase (o fluido sempre está na fase vapor). O ciclo padrão a ar Brayton é um ciclo ideal para turbina a gás simples, pode ser: - aberto, que utiliza um processo de combustão interna e
- fechado, que utiliza dois processos de transferência de calor.
No ciclo fechado o gás comprimido e em seguida, aquecido pela fonte quente, então segue para acionar a turbina e finalmente é resfriado pela fonte fria. A fonte quente pode ser originada por queima de qualquer combustível, orgânico ou inorgânico, ou por um reator nuclear. A fonte fria pode ser o ar ambiente, água do mar ou de rio.
No ciclo aberto não há um resfriador, o gás é o próprio ar ambiente captado frio pelo compressor e expelido quente pela turbina. Na pratica, no cilco aberto, o aquecedor é substituído por uma câmara de combustão interna, onde se injeta continuamente combustível e ocorre a combustão continua, portanto, não é o ar, mas sim, os gases de combustão interna que passam pela turbina e são exauridos para o meio ambiente.
Termodinâmica do Ciclo Brayton
O ar em condição ambiente passa pelo compressor, onde ocorre compressão adiabática e isoentrópica, com o aumento de temperatura e consequentemente aumento de entalpia. Comprimindo, o ar é direcionado as câmaras, onde mistura-se com o combustível possibilitando a queima e aquecimento, a pressão constante. Ao sair da câmara de combustão, os gases, à alta pressão e temperatura, se expandem conforme passam pela turbina, idealmente sem variação de entropia. Na medida em que o fluido exerce trabalho sobre as palhetas, reduzem-se a pressão e temperatura dos gases, gerando-se potencias mecânicas. A potencia extraída através do eixo da turbina é usada para acionar o compressor e outra maquina e finalmente ocorre a transferência de calor do fluido para o ambiente. Desta forma, mesmo se tratando de um ciclo aberto, parte da energia proveniente da combustão é rejeitada sob a forma de calor, contido