CICLO DE BRAYTON - Definición - Significado

08/10/2010
Este ciclo termodinámico fue ideado por Joule, pero su primera realización práctica se debe a Brayton (1873), de donde deriva el nombre del ciclo, que es característico de las turbinas de gas.
Después de una compresión adiabática 1-2, aparece una fase 2-3 de introducción de calor a presión constante (combustión a presión constante como en el ciclo de Diesel); sucesivamente se tiene una fase de expansión adiabática 3-4 y finalmente una parte de calor introducido es desenvuelta directamente al ambiente exterior (isóbara 4-1) o a través de un intercambiador de calor (turbina de ciclo cerrado), o mediante la substitución del fluido (turbina de ciclo abierto).
El rendimiento termodinámico del ciclo de Brayton tiene expansión análoga a la del ciclo de Beau de Rochas, con la diferencia de que en lugar de depender de la relación volumétrica de compresión, como en los motores de explosión, depende ahora de la relación de las presiones de las dos isóbaras (es decir, de la relación de compresión del compresor o de expansión de la turbina). El rendimiento del ciclo se incrementa al aumentar dicha relación, independientemente de las temperaturas alcanzadas.
En la práctica, con el ciclo real, es decir, considerando las pérdidas inevitables del compresor y de la turbina, la temperatura adquiere una influencia fundamental. La razón por la cual con las turbinas cuesta alcanzar los rendimientos prácticos de los motores alternativos hay que buscarla en la dificultad de encontrar para las paletas de la turbina materiales que puedan soportar las altas temperaturas necesarias para mejorar el rendimiento. En efecto, los materiales usados hasta ahora no permiten elevar ulteriormente las temperaturas del ciclo, porque en las turbinas la acción térmica sobre el material es continua; en este aspecto, por el contrario, el motor alternativo es ventajoso, ya que los órganos mecánicos se encuentran cíclicamente en contacto con gases calientes y frios.

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