Der Hauptunterschied zwischen dem Rankine-Zyklus und dem Brayton-Zyklus besteht darin, dass der Rankine-Zyklus ein Dampfzyklus ist, während der Brayton-Zyklus ein Zyklus zwischen Flüssigkeits- und Dampfphasen ist.
Sowohl der Rankine-Zyklus als auch der Brayton-Zyklus sind thermodynamische Zyklen. Ein thermodynamischer Zyklus ist eine Abfolge verschiedener thermodynamischer Prozesse, die die Übertragung von Arbeit und Wärme in ein und aus einem System beinh alten, das variable Temperatur- und Druckbedingungen aufweist.
Was ist der Rankine-Zyklus?
Rankine-Zyklus ist ein Modell, das die Leistung einer Dampfturbine vorhersagt. Das Modell ist ein Dampfkreislauf. Es ist ein ideales Modell für den thermodynamischen Zyklus, der in einer Wärmekraftmaschine mit einem Phasenwechsel stattfindet. Es gibt vier Hauptkomponenten im Rankine-Zyklus und wir können die Reibungsverluste von jeder dieser vier Komponenten vernachlässigen.
Abbildung 01: Rankine-Zyklus
Die Theorie hinter dem Rankine-Zyklus wird in thermischen Kraftwerken zur Stromerzeugung verwendet. Die durch diesen Prozess erzeugte Energie hängt von der Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Kältequelle ab. Ist die Differenz beträchtlich hoch, dann können wir aus der Wärmeenergie mehr Leistung gewinnen. Üblicherweise kann die hier verwendete Wärmequelle entweder die Kernsp altung oder die Verbrennung fossiler Brennstoffe sein. Je höher die Temperatur, desto besser ist die Quelle. Unterdessen umfassen Kältequellen Kühltürme mit einem Zielwasserkörper. Kühler die Temperatur, besser die Quelle. Die vier Phasen im Rankine-Zyklus sind wie folgt:
- Prozess 1-2: Pumpen der Arbeitsflüssigkeit. Das Fluid befindet sich in diesem Stadium im flüssigen Zustand. Daher benötigt die Pumpe eine geringe Eingangsenergie. Der Druck der Pumpe steigt dabei an.
- Prozess 2-3: Das Hochdruckfluid tritt in einen Kessel ein. Die Flüssigkeit wird bei konstantem Druck erhitzt. Die Wärmequelle wird hier angewendet. Bildet trockengesättigten Dampf.
- Prozess 3-4: Der trockengesättigte Dampf expandiert durch eine Turbine. Hier wird Strom erzeugt. Dann sinken Temperatur und Druck. Manche Dämpfe können auch kondensieren.
- Prozess 4-1: Nasser Dampf tritt in einen Kondensator ein, der bei konstantem Druck eine gesättigte Flüssigkeit bildet.
Was ist der Brayton-Zyklus?
Brayton-Zyklus ist ein thermodynamischer Zyklus, der die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine mit konstantem Druck beschreibt. Der Kreislauf läuft in der Regel als offenes System. Aber für die Anforderungen der thermodynamischen Analyse betrachten wir es als einen Betrieb in einem geschlossenen System, indem wir davon ausgehen, dass Abgase während des Prozesses wiederverwendet werden. Das Verfahren wurde nach dem Wissenschaftler George Brayton benannt. Das idealisierte Modell für den Brayton-Zyklus lautet wie folgt:
Abbildung 02: Brayton-Zyklus
Der Zyklus besteht aus drei Komponenten. Sie sind der Kompressor, die Mischkammer und der Expander. Brayton-Triebwerke sind normalerweise Turbinentriebwerke.
Was ist der Unterschied zwischen dem Rankine-Zyklus und dem Brayton-Zyklus?
Rankine-Zyklus ist ein Modell, das die Leistung einer Dampfturbine beschreibt, während der Brayton-Zyklus ein thermodynamischer Zyklus ist, der die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine mit konstantem Druck beschreibt. Der Hauptunterschied zwischen dem Rankine-Zyklus und dem Brayton-Zyklus besteht darin, dass der Rankine-Zyklus ein Dampfzyklus ist, während der Brayton-Zyklus ein Zyklus zwischen Flüssigkeits- und Dampfphasen ist. Außerdem besteht ein weiterer Unterschied zwischen dem Rankine-Zyklus und dem Brayton-Zyklus darin, dass der Rankine-Zyklus vier Komponenten enthält, während der Brayton-Zyklus nur drei Komponenten enthält.
Die folgende Infografik zeigt den Unterschied zwischen dem Rankine-Zyklus und dem Brayton-Zyklus.
Zusammenfassung – Rankine-Zyklus vs. Brayton-Zyklus
Sowohl der Rankine-Zyklus als auch der Brayton-Zyklus sind Arten von thermodynamischen Kreisläufen. Der Hauptunterschied zwischen dem Rankine-Zyklus und dem Brayton-Zyklus besteht darin, dass der Rankine-Zyklus ein Dampfzyklus ist, während der Brayton-Zyklus ein Zyklus zwischen Flüssigkeits- und Dampfphasen ist.
