Différence entre Rankine Cycle et Brayton Cycle

Le différence clé Entre Rankine Cycle et Brayton Cycle est que Le cycle de Rankine est un cycle de vapeur, tandis que le cycle de Brayton est un cycle entre les phases liquide et vapeur.

Le cycle Rankine et le cycle de Brayton sont des cycles thermodynamiques. Un cycle thermodynamique est une séquence de différents processus thermodynamiques qui impliquent le transfert de travail et de chaleur dans et hors d'un système, qui a des conditions de température et de pression variables.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que le cycle Brayton
3. Qu'est-ce que le cycle Rankine 
4. Comparaison côte à côte - Cycle Rankine vs Brayton Cycle sous forme tabulaire
5. Résumé

Qu'est-ce que le cycle Rankine?

Rankine Cycle est un modèle qui prédit les performances d'une turbine à vapeur. Le modèle est un cycle de vapeur. C'est un modèle idéal pour le cycle thermodynamique qui se déroule dans un moteur de chaleur avec un changement de phase. Il y a quatre composants majeurs dans le cycle de Rankine et nous pouvons négliger les pertes de frottement de l'un de ces quatre composants.

Figure 01: Cycle Rankine

La théorie derrière le cycle Rankine est utilisée dans les usines de production d'énergie thermique pour générer de la puissance. La puissance générée par ce processus dépend de la différence de température entre la source de chaleur et la source froide. Si la différence est considérablement élevée, alors nous pouvons extraire plus de puissance d'énergie thermique. Habituellement, la source de chaleur utilisée ici peut être soit une fission nucléaire, soit une brûlure de carburants fossiles. La température est plus élevée, mieux la source est. Pendant ce temps, les sources froides incluent des tours de refroidissement avec un corps d'eau cible. Refroidissez la température, mieux la source est.  Les quatre phases du cycle de Rankine sont les suivantes:

1. Processus 1-2: pompage du liquide de travail. Le liquide est à l'état liquide à ce stade. Par conséquent, la pompe nécessite une faible énergie d'entrée. La pression de la pompe augmente pendant le processus.
2. Processus 2-3: Le liquide à haute pression entre dans une chaudière. Le fluide subit un chauffage à une pression constante. La source de chaleur est appliquée ici. Forme la vapeur saturée à sec.
3. Processus 3-4: La vapeur saturée à sec se dilate à travers une turbine. Ici, la puissance est générée. Puis la température et la pression diminuent. Une certaine vapeur peut également subir une condensation.
4. Processus 4-1: La vapeur humide entre dans un condenseur, qui forme un liquide saturé à une pression constante.

Qu'est-ce que le cycle Brayton?

Brayton Cycle est un cycle thermodynamique qui décrit le fonctionnement d'un moteur de chaleur à pression constante. Le cycle fonctionne généralement comme un système ouvert. Mais, pour les exigences de l'analyse thermodynamique, nous la considérons comme une opération du système fermé en supposant que les gaz d'échappement sont réutilisés pendant le processus. Le processus a été nommé d'après le scientifique George Brayton. Le modèle idéalisé pour le cycle de Brayton est le suivant:

Figure 02: cycle Brayton

Le cycle contient trois composants. Ils sont le compresseur, la chambre de mélange et l'expanseur. Les moteurs Brayton sont généralement dans le type de moteur de turbine.

Quelle est la différence entre Rankine Cycle et Brayton Cycle?

Rankine Cycle est un modèle qui décrit les performances d'une turbine à vapeur, tandis que Brayton Cycle est un cycle thermodynamique qui décrit le fonctionnement d'un moteur de chaleur à pression constante. La principale différence entre le cycle de Rankine et le cycle de Brayton est que le cycle de Rankine est un cycle de vapeur, tandis que le cycle de Brayton est un cycle entre les phases liquide et vapeur. En outre, une autre différence entre le cycle de Rankine et le cycle de Brayton est qu'il y a quatre composantes dans le cycle de Rankine alors qu'il n'y a que trois composantes dans le cycle de Brayton.

L'infographie ci-dessous tabule la différence entre le cycle Rankine et le cycle de Brayton.

Résumé - Rankine Cycle vs Brayton Cycle

Le cycle de Rankine et le cycle de Brayton sont des types de cycles thermodynamiques. La principale différence entre le cycle de Rankine et le cycle de Brayton est que le cycle de Rankine est un cycle de vapeur, tandis que le cycle de Brayton est un cycle entre les phases liquide et vapeur.

Référence:

1. «Rankine Cycle." Wikipédia, Fondation Wikimedia, 17 janvier. 2020, disponible ici.

Image gracieuseté:

1. Par Wikipedia (utilisateur: Andrew.Ainsworth) utilisateur [[: utilisateur: Andrew.Ainsworth: User: 3 | 3]] (cc by-sa 3.0) via Commons Wikimedia
2. «Brayton Cycle» (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia