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Ciclo Brayton

Es un ciclo termodinámico que usa como fluido de trabajo un gas y que consiste en cuatro etapas:

  1. Compresión adiabática e isentrópica. Se comprime el fluido con un compresor sin que haya intercambio de calor con el entorno. Se produce un aumento de la temperatura y de la entalpía.
  2. Calentamiento isobárico. El fluido obtiene calor por la combustión del propio gas en la cámara de combustión por lo que aumenta enormemente su temperatura y lo hace a presión constante.
  3. Expansión adiabática e iséntrópica. El gas a alta presión y alta temperatura es expandido en una turbina de tal forma que somos capaces de obtener trabajo. Esta expansión (disminución de la presión) se realiza de forma que el gas no transfiera calor con el exterior e idealmente no varíe su entropía, por lo que disminuye la temperatura del gas.
  4. Enfriamiento isobárico. En esta etapa el gas es enfriado en contacto con el ambiente a presión constante. Realmente esta etapa no se da pues es un ciclo abierto y se vierte el fluido al ambiente y se inyecta nuevo al ciclo.

Del ciclo Brayton se obtiene trabajo que puede ser usado para generar electricidad. Este ciclo se usa mayoritariamente en las turbinas de gas. Como el gas a la salida de la turbina sigue estando a una temperatura relativamente elevada se puede usar para iniciar un ciclo de Rankine calentando a través de un intercambiador de calor agua por ejemplo, evaporándola, para posteriormente expandir ese vapor en una turbina y obtener potencia nuevamente. Al hecho de aprovechar el calor del gas de salida se le llama ciclo combinado, y lo que se consigue es aumentar el rendimiento energético aumentando la cantidad de trabajo total que se obtiene de la quema del combustible inicial.

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