Цикл Брайтона

Цикл Брайтона/Джоуля — термодинамический цикл, описывающий рабочие процессы газотурбинного, турбореактивного и прямоточного воздушно-реактивного двигателей внутреннего сгорания, а также газотурбинных двигателей внешнего сгорания с замкнутым контуром газообразного (однофазного) рабочего тела.

Цикл назван в честь американского инженера Джорджа Брайтона, который изобрёл поршневой двигатель внутреннего сгорания, работавший по этому циклу.

Иногда этот цикл называют также циклом Джоуля — в честь английского физика Джеймса Джоуля, установившего механический эквивалент тепла.

Идеальный цикл Брайтона состоит из процессов

• 1—2 Изоэнтропическое сжатие.
• 2—3 Изобарическое расширение (подвод теплоты).
• 3—4 Изоэнтропическое расширение.
• 4—1 Изобарическое сжатие (отвод теплоты).

С учётом отличий реальных адиабатических процессов расширения и сжатия от изоэнтропических, строится реальный цикл Брайтона (1—2_p—3—4_p—1 на T-S диаграмме)

Термический КПД идеального цикла Брайтона принято выражать формулой:
${\displaystyle \eta =1-{\frac {1}{\pi ^{\frac {k-1}{k}}}}}$

где ${\displaystyle \pi =p_{2}/p_{1}}$ — степень повышения давления в процессе изоэнтропийного сжатия (1—2);

${\displaystyle k}$ — показатель адиабаты (для воздуха равный 1,4)

Если обойти цикл Брайтона в обратном направлении — (1—4—3—2—1) получится цикл холодильной машины, называемый также циклом Белла Колемана.

Поскольку согласно второму началу термодинамики непосредственная теплопередача от тела с более низкой температурой к телу с более высокой невозможна, холодильный цикл Брайтона осуществим только при условии, что температура холодильника не ниже ${\displaystyle T_{4}}$ , а температура нагревателя не выше ${\displaystyle T_{2}}$.

Холодильные установки с замкнутым контуром газообразного однофазного рабочего тела, работающие по обратному циклу Брайтона, применяются на практике.

• Газотурбинный двигатель
• Турбореактивный двигатель
• Прямоточный воздушно-реактивный двигатель
• Брайтон, Джордж
• Термодинамический цикл
• Парогазовая установка

• Цикл Брайтона-Джоуля для рабочего процесса газовой турбины. (Анимация)
• Цикл Брайтона-Джоуля для рабочего процесса турбореактивного двигателя. (Анимация)
• Циклы двигателей внутреннего сгорания (ДВС)