Fisica Tecnica - Cicli a Gas

CICLI A VAPORE

GAS

Ciclo Brayton-Joule

Negli impianti motori a gas il fluido evolvente è sempre in fase gassosa. Noi lo tratteremo sempre come un gas ideale. Il ciclo di riferimento per gli impianti motori a gas è il ciclo Brayton-Joule molto simile termodinamicamente al ciclo Rankine, in quanto anche qui abbiamo 2 isobare collegate da 2 isentropiche. Le differenze strutturali sono nel fatto che il riscaldamento in un ciclo a gas non può avvenire mediante compressore a un tratto isoterma (come invece accade nel ciclo Rankine all'interno della curva a campana).

Naturalmente il ciclo Brayton-Joule è distaccato dal ciclo di Carnot in quanto non abbiamo scambio termici isoterma.

Nella camera di combustione, l'aria compressa prelevata dal compressore incontrerà il combustibile dando vita alla combustione. Così facendo, il fluido si riscalda fino alle condizioni 3. Tale trasformazione 2-3 può considerarsi isobara.

La portata massica circolante non è sempre la stessa in quanto la portata in aria aspirata dal compressore è diversa dalla portata massica del combustibile immesso in camera di combustione. Poiché Maria>>>>>mc. Trascuriamo la portata mc del combustibile.

come da riferimento il rapporto manometrico di compressione del compressore

come poi il rapporto manometrico di espansione della turbina. Per le

2 trasformano isotropa vale la seguente relazione per i gas

costanti

Osserviamo che l'ipotesi di avere standard con calori specifici costanti ci

permette di dire che:

Osserviamo che il rendimento dipende dalla temperatura in ingresso e in

uscita dal compressore.

DOMANDA ALL'ESAME: Esprimere il rendimento del ciclo Brayton.

Risposte:

η_t = 1 - β^1-k/k con β = Π₂