La diferencia clave entre el ciclo Rankine y el ciclo Brayton es que el ciclo Rankine es un ciclo de vapor, mientras que el ciclo Brayton es un ciclo entre las fases líquida y vapor.
Tanto el ciclo Rankine como el ciclo Brayton son ciclos termodinámicos. Un ciclo termodinámico es una secuencia de diferentes procesos termodinámicos que involucran la transferencia de trabajo y calor dentro y fuera de un sistema, que tiene condiciones variables de temperatura y presión.
¿Qué es el ciclo de Rankine?
El ciclo de Rankine es un modelo que predice el rendimiento de una turbina de vapor. El modelo es un ciclo de vapor. Es un modelo ideal para el ciclo termodinámico que tiene lugar en una máquina térmica con cambio de fase. Hay cuatro componentes principales en el ciclo de Rankine y podemos despreciar las pérdidas por fricción de cualquiera de estos cuatro componentes.
Figura 01: Ciclo de Rankine
La teoría detrás del ciclo de Rankine se utiliza en plantas de generación de energía térmica para generar energía. La energía generada a través de este proceso depende de la diferencia de temperatura entre la fuente de calor y la fuente de frío. Si la diferencia es considerablemente alta, podemos extraer más potencia de la energía térmica. Por lo general, la fuente de calor utilizada aquí puede ser la fisión nuclear o la quema de combustibles fósiles. A mayor temperatura, mejor es la fuente. Mientras tanto, las fuentes frías incluyen torres de enfriamiento con un cuerpo de agua objetivo. Cuanto más fresca es la temperatura, mejor es la fuente. Las cuatro fases del ciclo de Rankine son las siguientes:
- Proceso 1-2: bombeo del fluido de trabajo. El fluido está en estado líquido en esta etapa. Por lo tanto, la bomba requiere poca energía de entrada. La presión de la bomba aumenta durante el proceso.
- Proceso 2-3: El fluido a alta presión entra en una caldera. El fluido se calienta a presión constante. La fuente de calor se aplica aquí. Forma vapor saturado seco.
- Proceso 3-4: el vapor saturado seco se expande a través de una turbina. Aquí se genera energía. Entonces la temperatura y la presión disminuyen. Algunos vapores también pueden sufrir condensación.
- Proceso 4-1: El vapor húmedo entra en un condensador, que forma un líquido saturado a presión constante.
¿Qué es el ciclo Brayton?
El ciclo Brayton es un ciclo termodinámico que describe el funcionamiento de un motor térmico de presión constante. El ciclo normalmente funciona como un sistema abierto. Pero, para los requisitos del análisis termodinámico, lo consideramos como una operación de sistema cerrado al suponer que los gases de escape se reutilizan durante el proceso. El proceso lleva el nombre del científico George Brayton. El modelo idealizado para el ciclo Brayton es el siguiente:
Figura 02: Ciclo Brayton
El ciclo contiene tres componentes. Son el compresor, la cámara de mezcla y el expansor. Los motores Brayton suelen ser del tipo de motor de turbina.
¿Cuál es la diferencia entre el ciclo Rankine y el ciclo Brayton?
El ciclo Rankine es un modelo que describe el rendimiento de una turbina de vapor, mientras que el ciclo Brayton es un ciclo termodinámico que describe el funcionamiento de un motor térmico de presión constante. La diferencia clave entre el ciclo Rankine y el ciclo Brayton es que el ciclo Rankine es un ciclo de vapor, mientras que el ciclo Brayton es un ciclo entre las fases líquida y vapor. Además, otra diferencia entre el ciclo de Rankine y el ciclo de Brayton es que hay cuatro componentes en el ciclo de Rankine, mientras que solo hay tres componentes en el ciclo de Brayton.
La siguiente infografía tabula la diferencia entre el ciclo de Rankine y el ciclo de Brayton.
Resumen: Ciclo Rankine vs Ciclo Brayton
Tanto el ciclo de Rankine como el ciclo de Brayton son tipos de ciclos termodinámicos. La diferencia clave entre el ciclo Rankine y el ciclo Brayton es que el ciclo Rankine es un ciclo de vapor, mientras que el ciclo Brayton es un ciclo entre las fases líquida y vapor.
