Brayton Çevrimi Nedir? Nasıl Çalışır? Ne İşe Yarar?
Brayton Çevrimi Nedir?
Günümüzde var olan gaz türbinleri, jet motorları ve kompresör ile sınırlı olan Brayton çevrimi ilk olarak Amerikalı mühendis olan George Brayton tarafından geliştirilmiştir. Yağ yakan pistonlu motorlar için çalışma prensibinin temelidir. İlk olarak 1872 yılında alınan patent özelinde kullanımı olurken iki zamanlı kerosen yakan pistonlu motorda denenmiştir.
Brayton Çevrimi Nasıl Çalışır?
Gaz türbinleri özelinde bakıldığında çok daha iyi bir şekilde anlaşılması için çalışma durumunun ne şekilde olduğunun bilinmesi gerekir. Açık bir çevrimde çalıştırılan gaz türbinlerinde kompresör aracılığıyla yapılan işlemlerle çekilen hava sıkıştırılır. Bu durum sıcaklık ve basıncın artmasıyla sonuçlanır. Yüksek basınçlı havanın olması halinde yanma odasına girer. Burası yakıtların sabit bir basınç altındayken yakıldığı yer olarak da bilinir.
Yanma odasında gazların yüksek sıcaklığa ulaşmasının sonucu olarak ise enerjisini türbin üzerine aktarır. Böylelikle yararlı kazanım elde edilir, sonrasında ise atık gazlar atmosfere atılır. Bu işleyiş açık çevrim tamamlanmasıdır. Kapalı çevrim özelinde ise hem sıkıştırma hem de genişleme işlemleri aynı devam eder. Farklı olarak ise yanma işlemi sabit basınçta ısı verilmesidir. Egzoz işleminde fark ise çevreye sabit basınçta ısı verilmesi olarak ifade edilir. Bu kapalı çevrim farkları Brayton çevrimi olarak tanımlanırken toplamda 4 farklı hal değişim durumu vardır. Kapalı Brayton Çevrimi, üç önemli bölüm ya da unsur olan kompresör, ısı değiştiricisi ve türbinden meydana gelir.
Önerilen Yazımız: Buzdolapları Nasıl Çalışır? Termodinamik Çevrimleri Nasıldır?
Kompresör içine havanın girmesi ve sıkıştırılmasıyla sıcaklığı ve basıncı yükseltilmektedir. Ardından ise havanın ısı değiştiricisine girmesi ve burada maksimum ısı seviyesine ulaşması söz konusudur. Enerjisi yüksek olmasından ötürü bu hava türbini hareket ettirmeyi başarmaktadır. Son ısı değiştiriciyle soğutularak çevrim durumu tamamlanır. Halihazırda Açık Brayton Çevrimi denkliği q-w=hç-hg olurken genişleme ve sıkıştırma izentropik olmamaktadır. Sıkıştırma oranı artışıyla tüm çıkış gücünü arttırmak mümkün olurken Brayton çevrimi özelinde de çokça kullanılır.
Brayton Çevrimi Püf Noktaları
Çevrim özelinde maksimum sıcaklık hali yanma işleminin son bölümünde olmaktadır. Türbin bıçaklarına göre ayarlanırken en üst seviyeye kadar sıcaklık sağlanır. Dayanıklılık buna göre belirlenirken bıçaklara göre basınç oranı düzenlenir. Mutlak surette basınç noktasıyla net iş çıkışı arasında paralel uyum gerekir.
Brayton Çevrimi Ne İşe Yarar?
Bilindiği gibi günümüzde gaz akışkanlı güç çevrimleri son derece mühimdir. Buna dair yapılan çalışmaların ve araştırmaların devamlı farklılaştığı da bir gerçektir. Diğerlerinden en büyük farkı ise açık bir sistem bulunmasına karşın; ısı değiştirme durumlarının tamamlanmasının ardından tekrar içeri alınarak kullanımın olmasıdır. Kapalı bir sistem olarak da analiz yapılmaya müsaittir. Sanayi devrimi sonrasında yapılan çalışmalar adına verimlilik gücü yüksektir. Çalışmalarda daha yüksek ısıl verimler kazanılmasında da söz sahibi olmuş bir işleyişe sahiptir. Bunlardan dolayı oldukça büyük beğeni toplarken işleyişine dair ise diğer modellerden çok daha fazla tercih edilmektedir.
