ההבדל העיקרי בין מחזור Rankine למחזור Brayton הוא שמחזור Rankine הוא מחזור אדים, בעוד שמחזור Brayton הוא מחזור בין שלבי נוזל לאדים.
גם מחזור Rankine וגם מחזור Brayton הם מחזורים תרמודינמיים. מחזור תרמודינמי הוא רצף של תהליכים תרמודינמיים שונים הכוללים העברת עבודה וחום אל תוך מערכת ומחוצה לה, שיש לה תנאי טמפרטורה ולחץ משתנים.
מהו מחזור Rankine?
מחזור רנקין הוא מודל שמנבא את הביצועים של טורבינת קיטור. הדגם הוא מחזור אדים. זהו דגם אידיאלי למחזור התרמודינמי המתרחש במנוע חום עם שינוי פאזה.ישנם ארבעה מרכיבים עיקריים במחזור Rankine ואנו יכולים להזניח את הפסדי החיכוך מכל אחד מארבעת המרכיבים הללו.
איור 01: Rankine Cycle
התיאוריה מאחורי מחזור Rankine משמשת במפעלי ייצור חשמל תרמיים להפקת חשמל. הכוח שנוצר בתהליך זה תלוי בהפרש הטמפרטורה בין מקור החום למקור הקור. אם ההפרש גבוה במידה ניכרת, אז נוכל להפיק יותר כוח מאנרגיית החום. בדרך כלל, מקור החום המשמש כאן יכול להיות ביקוע גרעיני או שריפת דלקים מאובנים. הטמפרטורה גבוהה יותר, המקור טוב יותר. בינתיים, מקורות הקור כוללים מגדלי קירור עם גוף מים מטרה. קריר יותר את הטמפרטורה, טוב יותר המקור. ארבעת השלבים במחזור הרנקין הם כדלקמן:
- תהליך 1-2: שאיבת נוזל העבודה. הנוזל נמצא במצב נוזלי בשלב זה. לכן, המשאבה דורשת אנרגיית כניסה נמוכה. לחץ המשאבה עולה במהלך התהליך.
- תהליך 2-3: הנוזל בלחץ גבוה נכנס לדוד. הנוזל עובר חימום בלחץ קבוע. מקור החום מוחל כאן. יוצר אדים רווי יבש.
- תהליך 3-4: האדים הרווי היבש מתרחבים דרך טורבינה. כאן נוצר כוח. ואז הטמפרטורה והלחץ יורדים. חלק מהאדים עלולים לעבור עיבוי גם כן.
- תהליך 4-1: אדים רטובים נכנסים למעבה, שיוצרים נוזל רווי בלחץ קבוע.
מהו מחזור ברייטון?
מחזור ברייטון הוא מחזור תרמודינמי המתאר את פעולתו של מנוע חום בלחץ קבוע. המחזור פועל בדרך כלל כמערכת פתוחה. אבל, עבור הדרישות של אנליזה תרמודינמית, אנו רואים זאת כפעולת מערכת סגורה על ידי הנחה שבמהלך התהליך נעשה שימוש חוזר בגזי הפליטה.התהליך נקרא על שמו של המדען ג'ורג' בריטון. המודל האידיאלי למחזור בריטון הוא כדלקמן:
איור 02: מחזור ברייטון
המחזור מכיל שלושה מרכיבים. הם המדחס, תא הערבוב והמרחיב. מנועי בריטון הם בדרך כלל מסוג מנוע טורבינה.
מה ההבדל בין מחזור רנקין למחזור בריטון?
מחזור רנקין הוא מודל המתאר את הביצועים של טורבינת קיטור, בעוד שמחזור בריטון הוא מחזור תרמודינמי שמתאר את פעולתו של מנוע חום בלחץ קבוע. ההבדל העיקרי בין מחזור Rankine למחזור Brayton הוא שמחזור Rankine הוא מחזור אדים, בעוד שמחזור Brayton הוא מחזור בין שלבי נוזל ואדים.חוץ מזה, הבדל נוסף בין מחזור Rankine למחזור Brayton הוא שיש ארבעה רכיבים במחזור Rankine בעוד שיש רק שלושה מרכיבים במחזור Brayton.
האינפוגרפיקה שלהלן מציגה את ההבדל בין מחזור Rankine למחזור Brayton.
סיכום – Rankine Cycle vs Brayton Cycle
גם מחזור Rankine וגם מחזור Brayton הם סוגים של מחזורים תרמודינמיים. ההבדל העיקרי בין מחזור Rankine למחזור Brayton הוא שמחזור Rankine הוא מחזור אדים, בעוד שמחזור Brayton הוא מחזור בין שלבי נוזל לאדים.
