Ciclo Brayton Ideal• El ciclo de turbina de gas abierto puede modelarse como un ciclo cerrado,

mediante las suposiciones de aire estándar. • En este caso los procesos de compresión y expansión permanecen iguales,

pero el proceso de combustión se sustituye por un proceso de adición de calor a presión constante de una fuente externa, y el proceso de escape se reemplaza por uno de rechazo de calor a presión constante hacia el aire ambiente. El ciclo ideal que el fluido de trabajo experimenta en este ciclo cerrado es el ciclo Brayton, que esta integrado por cuatro procesos internamente reversibles:

• 1-2 Compresión isentrópica (en un compresor).• 2-3 Adición de calor a presión constante.• 3-4 Expansión isentrópica (en una turbina).• 4-1 Rechazo de calor a presión constante.

Ciclo Brayton Ideal

Diferencias entre el ciclo real e ideal

• Las diferencias más notables son la caída de presión que ocurre en la realidad en el proceso de combustión y los efectos de las irreversibilidades en el compresor y en la turbina que reducen la eficiencia del ciclo real con respecto a el ideal

Elementos que intervienen en el ciclo

Elementos que intervienen en el ciclo

TURBINAS

Es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice.

Las turbinas a gas, al igual que las turbinas a vapor, se clasifican en:

1. Turbinas a gas de acción

2. Turbinas a gas de reacción

Elementos que intervienen en le ciclo

Compresor

Es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir. En el compresor axial, como su nombre lo indica, el flujo de aire es axial, o sea paralelo al eje del mismo. El rotor del compresor axial está formado por varias ruedas móviles donde los alabes están montados en discos Las ruedas están ensambladas entre si mediante tornillos guías axiales que permiten el apriete correspondiente, formando de esta manera el rotor del compresor axial.

Elementos que intervienen en el cicloSISTEMA DE COMBUSTION

En la cámara de combustión se produce la oxidación del combustible desarrollándose muy altas temperaturas, por arriba de los 3.000 ºF.

El sistema de combustión está formado por: • El núcleo de las cámaras, que está recubierto interiormente por un material cerámico, el cual

protege la parte exterior del núcleo, realizado normalmente de metales de gran resistencia.• Inyectores: están repartidos por las paredes del núcleo, de forma que estos puedan repartir el

combustible uniformemente en todo el espacio• Llama: en la mayoría de las cámaras, la llama es el sistema más utilizado para encender la

mezcla. Consiste en un tubo de material muy resistente a el calor, la punta del cual expulsa una llama de manera continua.

El proceso por el cual el aire se ve obligado a pasar es el siguiente:El aire sale del compresor a alta presión y velocidad. Velocidad que pierde al pasar por el difusor del compresor, de manera que entra a la cámara de combustión con mucha presión pero con no muy alta velocidad. Una vez dentro el aire se mezcla con el combustible expulsado por los inyectores, seguidamente se enciende automáticamente a causa del calor desprendido por la llama.