Sự khác biệt giữa chu trình Rankine và chu kỳ Brayton

Các sự khác biệt chính giữa chu kỳ Rankine và chu kỳ Brayton là chu trình Rankine là chu trình hơi, trong khi chu trình Brayton là chu trình giữa pha lỏng và pha hơi.

Cả chu trình Rankine và chu trình Brayton đều là chu trình nhiệt động. Một chu trình nhiệt động là một chuỗi các quá trình nhiệt động khác nhau liên quan đến việc chuyển công việc và nhiệt vào và ra khỏi một hệ thống, có điều kiện nhiệt độ và áp suất thay đổi.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Chu kỳ Brayton là gì
3. Chu kỳ Rankine là gì 
4. So sánh cạnh nhau - Chu kỳ Rankine và Chu kỳ Brayton ở dạng bảng
5. Tóm tắt

Chu kỳ Rankine là gì?

Chu trình Rankine là một mô hình dự đoán hiệu suất của tuabin hơi. Mô hình là một chu kỳ hơi. Đây là một mô hình lý tưởng cho chu trình nhiệt động lực học diễn ra trong động cơ nhiệt với sự thay đổi pha. Có bốn thành phần chính trong chu trình Rankine và chúng ta có thể bỏ qua tổn thất ma sát từ bất kỳ thành phần nào trong bốn thành phần này.

Hình 01: Chu kỳ Rankine

Lý thuyết đằng sau chu trình Rankine được sử dụng trong các nhà máy phát điện nhiệt điện để tạo ra năng lượng. Công suất được tạo ra thông qua quá trình này phụ thuộc vào chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nhiệt và nguồn lạnh. Nếu chênh lệch cao đáng kể, thì chúng ta có thể trích xuất nhiều năng lượng hơn từ năng lượng nhiệt. Thông thường, nguồn nhiệt được sử dụng ở đây có thể là phân hạch hạt nhân hoặc đốt nhiên liệu hóa thạch. Nhiệt độ càng cao, nguồn càng tốt. Trong khi đó, các nguồn lạnh bao gồm các tháp giải nhiệt với thân nước mục tiêu. Làm mát nhiệt độ, nguồn tốt hơn. Bốn giai đoạn trong chu trình Rankine như sau:

1. Quy trình 1-2: bơm chất lỏng làm việc. Chất lỏng ở trạng thái lỏng ở giai đoạn này. Do đó, máy bơm đòi hỏi năng lượng đầu vào thấp. Áp suất của bơm tăng trong suốt quá trình.
2. Quá trình 2-3: Chất lỏng áp suất cao đi vào nồi hơi. Chất lỏng trải qua quá trình gia nhiệt ở áp suất không đổi. Nguồn nhiệt được áp dụng ở đây. Dạng hơi bão hòa khô.
3. Quá trình 3-4: hơi bão hòa khô nở ra qua một tuabin. Ở đây, sức mạnh được tạo ra. Sau đó nhiệt độ và áp suất giảm. Một số hơi cũng có thể trải qua ngưng tụ.
4. Quá trình 4-1: Hơi ướt đi vào thiết bị ngưng tụ, tạo thành chất lỏng bão hòa ở áp suất không đổi.

Chu kỳ Brayton là gì?

Chu trình Brayton là một chu trình nhiệt động mô tả hoạt động của động cơ nhiệt áp suất không đổi. Chu trình thường chạy như một hệ thống mở. Nhưng, đối với các yêu cầu của phân tích nhiệt động lực học, chúng tôi coi đó là một hoạt động của hệ thống khép kín bằng cách giả định rằng khí thải được tái sử dụng trong quá trình. Quá trình này được đặt theo tên của nhà khoa học George Brayton. Mô hình lý tưởng hóa cho chu trình Brayton như sau:

Hình 02: Chu kỳ Brayton

Chu trình chứa ba thành phần. Họ là máy nén, buồng trộn và giãn nở. Động cơ Brayton thường ở loại động cơ tuabin.

Sự khác biệt giữa chu kỳ Rankine và chu kỳ Brayton là gì?

Chu trình Rankine là mô hình mô tả hiệu suất của tuabin hơi, trong khi chu trình Brayton là chu trình nhiệt động lực mô tả hoạt động của động cơ nhiệt áp suất không đổi. Sự khác biệt chính giữa chu trình Rankine và chu trình Brayton là chu trình Rankine là chu trình hơi, trong khi chu trình Brayton là chu kỳ giữa pha lỏng và pha hơi. Bên cạnh đó, một điểm khác biệt giữa chu trình Rankine và chu trình Brayton là có bốn thành phần trong chu trình Rankine trong khi chỉ có ba thành phần trong chu trình Brayton.

Infographic dưới đây lập bảng cho sự khác biệt giữa chu kỳ Rankine và chu kỳ Brayton.

Tóm tắt - Chu kỳ Rankine vs Chu kỳ Brayton

Cả chu trình Rankine và chu trình Brayton đều là các loại chu trình nhiệt động. Sự khác biệt chính giữa chu trình Rankine và chu trình Brayton là chu trình Rankine là chu trình hơi, trong khi chu trình Brayton là chu kỳ giữa các pha lỏng và pha hơi.

Tài liệu tham khảo:

1. Chu kỳ Rankine. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 tháng 1 năm 2020, Có sẵn tại đây.

Hình ảnh lịch sự:

1. Theo Wikipedia (người dùng: andrew.ainsworth) người dùng [[: Người dùng: Andrew.Ainsworth: Người dùng: 3 | 3]] (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia
2. Chu kỳ Brayton chu kỳ (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia