Sự khác biệt chính giữa chu trình Rankine và chu trình Brayton là chu trình Rankine là một chu trình hơi, trong khi chu trình Brayton là một chu trình giữa các pha lỏng và hơi.
Cả chu trình Rankine và chu trình Brayton đều là các chu trình nhiệt động lực học. Một chu trình nhiệt động lực học là một chuỗi các quá trình nhiệt động lực học khác nhau liên quan đến việc truyền công và nhiệt vào và ra khỏi một hệ thống, có các điều kiện nhiệt độ và áp suất thay đổi.
Chu kỳ Rankine là gì?
Chu trình Rankine là một mô hình dự đoán hiệu suất của tuabin hơi nước. Mô hình là một chu trình hơi. Nó là một mô hình lý tưởng cho chu trình nhiệt động học diễn ra trong động cơ nhiệt có 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 trình Rankine
Lý thuyết đằng sau chu trình Rankine được sử dụng trong các nhà máy sản xuất nhiệt điện để tạo ra điện năng. Điện năng được tạo ra thông qua quá trình này phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nhiệt và nguồn lạnh. Nếu sự khác biệt cao đáng kể, thì chúng ta có thể trích xuất nhiều năng lượng hơn từ nhiệt năng. Thông thường, nguồn nhiệt được sử dụng ở đây có thể là quá trình phân hạch hạt nhân hoặc đốt nhiên liệu hóa thạch. Nhiệt độ cao hơn, nguồn tốt hơn. Trong khi đó, các nguồn lạnh bao gồm các tháp giải nhiệt với một vùng nước mục tiêu. Nhiệt độ mát hơn, nguồn tốt hơn. Bốn giai đoạn trong chu kỳ Rankine như sau:
- Quy trình 1-2: bơm chất lỏng làm việc. Chất lỏng ở trạng thái lỏng ở giai đoạn này. Do đó, máy bơm yêu cầu năng lượng đầu vào thấp. Áp suất của máy bơm tăng lên trong quá trình này.
- Quy trình 2-3: Chất lỏng áp suất cao đi vào lò hơi. Chất lỏng trải qua quá trình đốt nóng ở áp suất không đổi. Nguồn nhiệt được áp dụng ở đây. Tạo thành hơi bão hòa khô.
- Quá trình 3-4: hơi bão hòa khô mở rộng qua tuabin. Tại đây, nguồn điện được tạo ra. Khi đó nhiệt độ và áp suất giảm dần. Một số hơi cũng có thể bị ngưng tụ.
- Quy trình 4-1: Hơi ướt đi vào bình ngưng, tạo thành chất lỏng bão hòa ở áp suất không đổi.
Chu trình Brayton là gì?
Chu trình Brayton là một chu trình nhiệt động học 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 học, chúng tôi coi nó như một hoạt động của hệ thống khép kín bằng cách giả định rằng các khí thải được tái sử dụng trong quá trình này. 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 trình Brayton
Chu trình chứa ba thành phần. Chúng là máy nén, buồng trộn và thiết bị giãn nở. Động cơ Brayton thường thuộc loại động cơ tuabin.
Sự khác biệt giữa Chu trình Rankine và Chu trình Brayton là gì?
Chu trình Rankine là mô hình mô tả hiệu suất của tuabin hơi nước, còn chu trình Brayton là chu trình nhiệt động học 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 một chu trình hơi, trong khi chu trình Brayton là một chu trình giữa các pha lỏng và hơi. Bên cạnh đó, một điểm khác biệt khác 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.
Bảng đồ họa dưới đây mô tả sự khác biệt giữa chu trình Rankine và chu trình Brayton.
Tóm tắt - Chu kỳ Rankine và Chu kỳ Brayton
Cả chu trình Rankine và chu trình Brayton đều là các loại chu trình nhiệt động lực học. Sự khác biệt chính giữa chu trình Rankine và chu trình Brayton là chu trình Rankine là một chu trình hơi, trong khi chu trình Brayton là một chu trình giữa các pha lỏng và hơi.
