Het belangrijkste verschil tussen de Rankine-cyclus en de Brayton-cyclus is dat de Rankine-cyclus een dampcyclus is, terwijl de Brayton-cyclus een cyclus is tussen vloeistof- en dampfasen.
Zowel de Rankine-cyclus als de Brayton-cyclus zijn thermodynamische cycli. Een thermodynamische cyclus is een opeenvolging van verschillende thermodynamische processen die de overdracht van werk en warmte in en uit een systeem met variabele temperatuur- en drukomstandigheden omvatten.
Wat is Rankine Cycle?
Rankine-cyclus is een model dat de prestaties van een stoomturbine voorspelt. Het model is een dampcyclus. Het is een ideaal model voor de thermodynamische cyclus die plaatsvindt in een warmtemotor met een faseovergang. Er zijn vier hoofdcomponenten in de Rankine-cyclus en we kunnen de wrijvingsverliezen van elk van deze vier componenten verwaarlozen.
Figuur 01: Rankine-cyclus
De theorie achter de Rankine-cyclus wordt gebruikt in thermische elektriciteitscentrales om energie op te wekken. Het vermogen dat door dit proces wordt opgewekt, is afhankelijk van het temperatuurverschil tussen de warmtebron en de koudebron. Is het verschil flink groot, dan kunnen we meer vermogen uit warmte-energie halen. De warmtebron die hier wordt gebruikt, kan meestal kernsplijting of verbranding van fossiele brandstoffen zijn. Hoe hoger de temperatuur, hoe beter de bron. Ondertussen omvatten koude bronnen koeltorens met een doelwaterlichaam. Kouder de temperatuur, hoe beter de bron is. De vier fasen in de Rankine-cyclus zijn als volgt:
- Proces 1-2: het verpompen van de werkvloeistof. De vloeistof bevindt zich in dit stadium in de vloeibare toestand. Daarom heeft de pomp een lage ingangsenergie nodig. De druk van de pomp neemt tijdens het proces toe.
- Proces 2-3: De hogedrukvloeistof komt een ketel binnen. De vloeistof wordt onder constante druk verwarmd. Hier wordt de warmtebron toegepast. Vormt droge verzadigde damp.
- Proces 3-4: de droog verzadigde damp expandeert door een turbine. Hier wordt stroom opgewekt. Dan dalen de temperatuur en de druk. Sommige dampen kunnen ook condensatie ondergaan.
- Proces 4-1: Natte damp komt een condensor binnen, die een verzadigde vloeistof vormt bij een constante druk.
Wat is Brayton Cycle?
Brayton-cyclus is een thermodynamische cyclus die de werking van een warmtemotor met constante druk beschrijft. De cyclus verloopt meestal als een open systeem. Maar voor de vereisten van thermodynamische analyse beschouwen we het als een gesloten systeemoperatie door aan te nemen dat uitlaatgassen tijdens het proces worden hergebruikt. Het proces is vernoemd naar de wetenschapper George Brayton. Het geïdealiseerde model voor de Brayton-cyclus is als volgt:
Figuur 02: Brayton-cyclus
De cyclus bevat drie componenten. Dit zijn de compressor, mengkamer en expander. Brayton-motoren zijn meestal van het type turbinemotor.
Wat is het verschil tussen de Rankine-cyclus en de Brayton-cyclus?
Rankine-cyclus is een model dat de prestaties van een stoomturbine beschrijft, terwijl de Brayton-cyclus een thermodynamische cyclus is die de werking van een warmtemotor met constante druk beschrijft. Het belangrijkste verschil tussen de Rankine-cyclus en de Brayton-cyclus is dat de Rankine-cyclus een dampcyclus is, terwijl de Brayton-cyclus een cyclus is tussen vloeistof- en dampfasen. Trouwens, een ander verschil tussen de Rankine-cyclus en de Brayton-cyclus is dat er vier componenten zijn in de Rankine-cyclus, terwijl er slechts drie componenten zijn in de Brayton-cyclus.
De onderstaande infographic geeft het verschil weer tussen de Rankine-cyclus en de Brayton-cyclus.
Samenvatting – Rankine Cycle vs Brayton Cycle
Zowel de Rankine-cyclus als de Brayton-cyclus zijn typen thermodynamische cycli. Het belangrijkste verschil tussen de Rankine-cyclus en de Brayton-cyclus is dat de Rankine-cyclus een dampcyclus is, terwijl de Brayton-cyclus een cyclus is tussen vloeistof- en dampfasen.
