Põhiline erinevus Rankine'i tsükli ja Braytoni tsükli vahel on see, et Rankine'i tsükkel on aurutsükkel, samas kui Braytoni tsükkel on tsükkel vedeliku ja auru faaside vahel.
Nii Rankine'i tsükkel kui ka Braytoni tsükkel on termodünaamilised tsüklid. Termodünaamiline tsükkel on erinevate termodünaamiliste protsesside jada, mis hõlmab töö ja soojuse ülekandmist süsteemis sisse ja välja, mille temperatuur ja rõhk on muutuv.
Mis on Rankine'i tsükkel?
Rankine tsükkel on mudel, mis ennustab auruturbiini jõudlust. Mudel on aurutsükkel. See on ideaalne mudel termodünaamilise tsükli jaoks, mis toimub faasimuutusega soojusmasinas. Rankine'i tsüklis on neli peamist komponenti ja me võime tähelepanuta jätta hõõrdekadu mis tahes neist neljast komponendist.
Joonis 01: Rankine'i tsükkel
Rankine'i tsükli teooriat kasutatakse soojuselektrijaamades energia tootmiseks. Selle protsessi käigus toodetud võimsus sõltub soojusallika ja külma allika temperatuuride erinevusest. Kui erinevus on märgatav alt suur, saame soojusenergiast rohkem võimsust välja võtta. Tavaliselt võib siin kasutatav soojusallikaks olla kas tuumalõhustumine või fossiilkütuste põletamine. Mida kõrgem temperatuur, seda parem on allikas. Samal ajal hõlmavad külmaallikad sihtveekoguga jahutustorne. Mida jahedam on temperatuur, seda parem on allikas. Rankine'i tsükli neli faasi on järgmised:
- Protsess 1-2: töövedeliku pumpamine. Vedelik on selles etapis vedelas olekus. Seetõttu vajab pump madalat sisendenergiat. Pumba rõhk protsessi käigus suureneb.
- Protsess 2-3: kõrgsurvevedelik siseneb boilerisse. Vedelik kuumutatakse püsiva rõhu all. Siin rakendatakse soojusallikat. Moodustab kuiva küllastunud auru.
- Protsess 3-4: kuivküllastunud aur paisub läbi turbiini. Siin toodetakse elektrit. Siis temperatuur ja rõhk langevad. Osa aurudest võib samuti kondenseeruda.
- Protsess 4-1: märg aur siseneb kondensaatorisse, mis moodustab konstantsel rõhul küllastunud vedeliku.
Mis on Braytoni tsükkel?
Braytoni tsükkel on termodünaamiline tsükkel, mis kirjeldab konstantse rõhuga soojusmasina tööd. Tsükkel töötab tavaliselt avatud süsteemina. Kuid termodünaamilise analüüsi nõuete kohaselt käsitleme seda suletud süsteemi tööna, eeldades, et protsessi käigus kasutatakse heitgaase uuesti. Protsess sai nime teadlase George Braytoni järgi. Braytoni tsükli idealiseeritud mudel on järgmine:
Joonis 02: Braytoni tsükkel
Tsükkel sisaldab kolme komponenti. Need on kompressor, segamiskamber ja ekspander. Braytoni mootorid on tavaliselt turbiinmootori tüüpi.
Mis vahe on Rankine'i tsüklil ja Braytoni tsüklil?
Rankine tsükkel on mudel, mis kirjeldab auruturbiini jõudlust, samas kui Braytoni tsükkel on termodünaamiline tsükkel, mis kirjeldab konstantse rõhuga soojusmasina tööd. Peamine erinevus Rankine'i tsükli ja Braytoni tsükli vahel on see, et Rankine'i tsükkel on aurutsükkel, samas kui Braytoni tsükkel on tsükkel vedeliku ja auru faaside vahel. Pealegi on veel üks erinevus Rankine'i tsükli ja Braytoni tsükli vahel see, et Rankine'i tsüklis on neli komponenti, samas kui Braytoni tsüklis on ainult kolm komponenti.
Allpool olev infograafik näitab Rankine'i tsükli ja Braytoni tsükli erinevusi.
Kokkuvõte – Rankine'i tsükkel vs Braytoni tsükkel
Nii Rankine'i tsükkel kui ka Braytoni tsükkel on termodünaamiliste tsüklite tüübid. Peamine erinevus Rankine'i tsükli ja Braytoni tsükli vahel on see, et Rankine'i tsükkel on aurutsükkel, samas kui Braytoni tsükkel on tsükkel vedeliku ja auru faaside vahel.
