Brayton çevrimi

Brayton çevrimi, genel olarak gaz türbinlerinde kullanılan, periyodik bir prosesdir. Günümüzde geçerli olan gaz akışkanlı güç çevrimleri içinde önemli bir yer tutar. Diğer içten yanmalı güç çevrimleri gibi açık bir sistem olmasına rağmen; termodinamik analiz için egzoz gazlarının ikinci bir ısı değiştirgecinden geçtikten sonra içeri alınıp tekrar kullanıldığı farzedilir ve kapalı bir sistem gibi analize uygun hale gelir. İsmini, mucidi olan George Brayton’dan almıştır. Aynı zamanda Joule çevrimi olarak da bilinir.

Gelişimi

Brayton çevrimi ilk olarak, Amerikalı makine mühendisi George Brayton'un 1872 yılında patentini aldığı iki zamanlı kerosen yakan pistonlu motorunda kullanılmak üzere ortaya çıktı.

Çalışma Modeli :

---

Bir Brayton tip makine şu üç elemanı içerir:

• Gaz kompresörü
• Karışım odacığı
• Genleştirici

19. yüzyıldaki orijinal Brayton makinesinde çevre havası, kompresör pistonuna girer, burada basınçlandırılır. (Teorik olarak izentropik bir işlemdir.) Sıkıştırılmış hava daha sonra karışım odacığı boyunca ilerler, yakıt ilave olur. (Bu da sabit basıçta olan bir prosesdir.) Isıtılmış, basınçlandırılmış hava ve yakıt karışımı daha sonra genişleme silindiri içinde alev alır ve enerjisini verir, piston/silindir boyunca genişler. (Teorik olarak yine izentropik bir prosestir.) Piston/silindir ile elde edilen işin bir bölümü kompresöre güç sağlamak için bir mil düzeneği aracılığı ile kullanılır.

Brayton çevrimi günümüzde en çok gaz türbinli makinelerde kullanılır. Burada da yine üç eleman vardır:

• Gaz kompresörü
• Brülör (Yakıcı) veya yanma odası
• Genleşme türbini

Burada da çevre havası kompresöre girer ve basınçlandırılır. (Teorik olarak izentropik prosestir.) Basıçlı hava yanma odasına girer, yakıtın yanması ile hava ısıtılır. (Sabit basınçta gerçekleşen proses). Hava açık olan yanma odası boyunca akış yapar (Girer ve çıkar). Basınçlı ve ısıtılmış hava, enerji vererek, türbin veya türbinler boyunca genişler ve iş elde edilir.(İzentropik proses) Türbinden elde edilen işin bir kısmı ile kompresöre güç verilir.

Ne sıkıştırma, ne de genişleme gerçekte izentropik olamaz, kompresör ve genleştirici boyunca kayıplar, verim kaybını kaçınılmaz kılar. Genelde, sıkıştırma oranındaki artış, bir Brayton sisteminin tüm çıkış gücünü arttırmak için en çok kullanılan yoldur.