ब्रेटन साइकिल: 15 तथ्य जो आपको जानना चाहिए

ब्रेटन साइकिल का परिचय

ब्रेटन साइकिल के नाम से भी जाना जाता है गैस टरबाइन चक्र, एक थर्मोडायनामिक चक्र है जिसका उपयोग बिजली उत्पादन में किया जाता है जेट इंजन. इसका नाम रखा गया है जॉर्ज ब्रेटन, एक अमेरिकी इंजीनियर जिसने पेटेंट कराया पहला संस्करण 1872 में चक्र का। ब्रेटन चक्र का व्यापक रूप से गैस टर्बाइनों में उपयोग किया जाता है, जो आमतौर पर पाए जाते हैं विमान के इंजन, बिजली संयंत्रों, तथा यहां तक ​​कि कुछ ऑटोमोबाइल भी.

ब्रेटन चक्र की परिभाषा

ब्रेटन साइकिल है एक बंद-लूप थर्मोडायनामिक चक्र इसमें चार मुख्य घटक होते हैं: एक कंप्रेसर, a दहन कक्ष, एक टरबाइन, और एक हीट एक्सचेंजर। यह चालू रहता है सिद्धांतs of आदर्श गैस नियम और अनुसरण करता है एक श्रृंखला तापीय ऊर्जा को यांत्रिक कार्यों में परिवर्तित करने की प्रक्रियाएँ।

चक्र कंप्रेसर से शुरू होता है, जो परिवेशी वायु को अंदर लेता है और इसे उच्च दबाव में संपीड़ित करता है। यह संपीड़ित हवा फिर में प्रवेश करता है दहन कक्ष, जहां ईंधन इंजेक्ट और प्रज्वलित किया जाता है। परिणामस्वरूप उच्च तापमान और उच्च दबाव वाली गैसें टरबाइन चलाकर विस्तार करें। टरबाइन से ऊर्जा निकालता है फैलती हुई गैसes, कंप्रेसर को चलाने के लिए इसे यांत्रिक कार्य में परिवर्तित करना और कोई बाहरी भारइस तरह के रूप में, एक विमान का प्रोपेलर or एक बिजली जनरेटर.

टरबाइन से निकलने वाली गैसें फिर हीट एक्सचेंजर से होकर गुजरती हैं, जहां वे वायुमंडल में निष्कासित होने से पहले अपनी कुछ गर्मी आने वाली हवा में स्थानांतरित कर देती हैं। यह ऊष्मा विनिमय प्रक्रिया प्रवेश करने से पहले हवा को पहले से गरम करके चक्र की समग्र दक्षता को बढ़ाता है दहन कक्ष.

ब्रेटन चक्र का आरेख

ब्रेटन चक्र को बेहतर ढंग से समझने के लिए, आइए लेते हैं एक नजर at एक सरलीकृत आरेख चक्र का:

के रूप में दिखाया गया आरेख, चक्र में चार मुख्य प्रक्रियाएँ शामिल हैं:

1. प्रक्रिया 1-2 (इसेंट्रोपिक संपीड़न): कंप्रेसर बिंदु 1 पर परिवेशी वायु को लेता है और इसे बिंदु 2 पर उच्च दबाव में संपीड़ित करता है। यह प्रक्रिया आइसेंट्रोपिक है, जिसका अर्थ है गर्मी नहीं स्थानांतरण या एन्ट्रापी में परिवर्तन।

2. प्रक्रिया 2-3 (निरंतर दबाव ताप जोड़): संपीड़ित हवा प्रवेश करती है दहन कक्ष, जहां ईंधन इंजेक्ट और प्रज्वलित किया जाता है। यह प्रक्रिया निरंतर दबाव पर होती है, जिसके परिणामस्वरूप एक महत्वपूर्ण वृद्धि तापमान में।

3. प्रक्रिया 3-4 (इसेंट्रोपिक विस्तार): उच्च तापमान और उच्च दबाव वाली गैसें से दहन कक्ष टरबाइन के माध्यम से विस्तार करें, इसे चलाएं और यांत्रिक कार्य करें। यह विस्तार प्रक्रिया आइसेंट्रोपिक भी है।

4. प्रक्रिया 4-1 (लगातार दबाव ताप अस्वीकृति): टरबाइन से निकलने वाली गैसें हीट एक्सचेंजर से होकर गुजरती हैं, जहां वे अपनी कुछ गर्मी आने वाली हवा में स्थानांतरित करती हैं। यह प्रक्रिया निरंतर दबाव, कम करने पर होती है तापमान of निकास गैसइससे पहले कि उन्हें वायुमंडल में निष्कासित कर दिया जाए।

ब्रेटन चक्र के पीवी और टीएस आरेख

पीवी (दबाव-मात्रा)) और टीएस (तापमान-एंट्रॉपी) आरेख आमतौर पर ब्रेटन चक्र को देखने के लिए उपयोग किए जाते हैं। ये चित्र प्रदान करना एक चित्रमय प्रतिनिधित्व of चक्र की प्रक्रियाएँ और इसके प्रदर्शन का विश्लेषण करने में सहायता करें।

In पीवी आरेख, ऊर्ध्वाधर अक्ष जबकि, दबाव का प्रतिनिधित्व करता है क्षैतिज अक्ष आयतन का प्रतिनिधित्व करता है. चक्र की प्रक्रियाएँ पर रेखाओं द्वारा दर्शाया गया है आरेख, हमें देखने की इजाजत देता है दबाव और आयतन कैसे बदलता है पूरे चक्र में.

दूसरी ओर, टीएस आरेख एन्ट्रापी के विरुद्ध तापमान आलेखित करता है। यह हमें समझने में मदद करता है la गर्मी का हस्तांतरण और ऊर्जा विनिमय जो चक्र के दौरान घटित होता है। टीएस आरेख पता चलता है चक्र की प्रक्रियाएँ वक्र के रूप में, हमें विश्लेषण करने की अनुमति देता है बदलाव तापमान और एन्ट्रापी में.

दोनों आरेख प्रदान करना मूल्यवान अंतर्दृष्टि ब्रेटन साइकिल के प्रदर्शन में, इंजीनियरों को अनुकूलन करने की अनुमति मिलती है इसकी दक्षता और बिजली उत्पादन.

In अगले भाग, हम अन्वेषण करेंगे महत्वपूर्ण रिश्ते ब्रेटन चक्र के भीतर और उत्तर कुछ अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न के बारे में यह थर्मोडायनामिक चक्र.

ब्रेटन चक्र के चरण

ब्रेटन चक्र एक थर्मोडायनामिक चक्र है जिसका उपयोग आमतौर पर गैस टरबाइन इंजनों में किया जाता है बिजली उत्पादन प्रणालीएस। इसमें चार मुख्य प्रक्रियाएं शामिल हैं जो कुशलतापूर्वक बिजली उत्पादन करने के लिए मिलकर काम करती हैं। चलो ले लो करीब से देखने पर at प्रत्येक चरण ब्रेटन चक्र का.

प्रक्रिया 1-2: प्रतिवर्ती रुद्धोष्म संपीडन

In यह पहला कदम ब्रेटन चक्र में, हवा को कंप्रेसर में खींचा जाता है, जहां इसे उच्च दबाव में संपीड़ित किया जाता है। संपीड़न प्रक्रिया रुद्धोष्म है, जिसका अर्थ है गर्मी नहीं जोड़ा या हटाया गया है प्रणाली. जैसे हवा संपीड़ित होती है, इसका तापमान बढ़ती है। यह कदम यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यह हवा को तैयार करता है बाद की दहन प्रक्रिया.

प्रक्रिया 2-3: लगातार दबाव ताप का जोड़

हवा संपीड़ित होने के बाद इसमें प्रवेश करती है दहन कक्ष, जहां ईंधन इंजेक्ट और प्रज्वलित किया जाता है। उच्च दाब वाली वायु से कंप्रेसर मिश्रित होता है साथ में ईंधन, और दहन होता है। यह प्रक्रिया यहां की जाती है एक निरंतर दबाव, के लिए अनुमति कुशल गर्मी का हस्तांतरण से दहन उत्पाद सेवा मेरे कामतरल पदार्थ डालना. जैसा नतीजा # परिणाम, तापमान और का दबाव कामतरल पदार्थ में वृद्धि काफी।

प्रक्रिया 3-4: प्रतिवर्ती रुद्धोष्म विस्तार

एक बार वायु-ईंधन मिश्रण दहन होकर पहुँच गया है इसका अधिकतम तापमान, यह टरबाइन में प्रवेश करता है। टरबाइन में, उच्च दबाव, उच्च तापमान वाली गैसें फैलती हैं, चलती हैं टरबाइन ब्लेड और उत्पादन उपयोगी कार्य. विस्तार प्रक्रिया रुद्धोष्म है, जिसका अर्थ है गर्मी नहीं जोड़ा या हटाया गया है प्रणाली. जैसे-जैसे गैसों का विस्तार होता है, उनका तापमान और दबाव कम हो जाता है.

प्रक्रिया 4-1: लगातार दबाव गर्मी अस्वीकृति

In अंतिम चरण ब्रेटन चक्र का, la कम दबाव वाली गैसes टरबाइन से हीट एक्सचेंजर में प्रवेश होता है, जहां गर्मी को आसपास के वातावरण में अस्वीकार कर दिया जाता है। यह प्रक्रिया तब होती है एक निरंतर दबाव, के लिए अनुमति कुशल गर्मी का हस्तांतरण. जैसे ही गैसें ठंडी होती हैं, उनका तापमान और दबाव और कम हो जाता है, जिससे वे कंप्रेसर में फिर से प्रवेश करने और चक्र फिर से शुरू करने के लिए तैयार हो जाते हैं।

अनुगमन करते हुए ये चार प्रक्रियाएं, ब्रेटन साइकिल लगातार बिजली का उत्पादन कर सकती है एक गैस टरबाइन इंजन or बिजली उत्पादन प्रणाली. यह चक्र अत्यधिक कुशल है, क्योंकि यह रूपांतरण को अधिकतम करता है उष्ण ऊर्जा में उपयोगी कार्य। ऊष्मीय दक्षता ब्रेटन चक्र के दबाव अनुपात को बढ़ाकर सुधार किया जा सकता है तापमान अनुपात, जिसके माध्यम से हासिल किया जा सकता है डिज़ाइन संशोधन और उन्नत प्रौद्योगिकी.

संक्षेप में, ब्रेटन चक्र एक मौलिक थर्मोडायनामिक चक्र है जिसका उपयोग गैस टरबाइन इंजन और बिजली उत्पादन प्रणालियों में किया जाता है। इसमें चार मुख्य प्रक्रियाएँ शामिल हैं: प्रतिवर्ती रुद्धोष्म संपीड़न, निरंतर दबाव ताप वृद्धि, प्रतिवर्ती रुद्धोष्म विस्तार, और निरंतर दबाव ताप अस्वीकृति। प्रत्येक चरण चक्र की समग्र दक्षता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जिससे बिजली का निरंतर उत्पादन संभव होता है।

ब्रेटन साइकिल रेफ्रिजरेशन

ब्रेटन रेफ्रिजरेशन साइकिल का परिचय

ब्रेटन साइकिल के नाम से भी जाना जाता है गैस टरबाइन चक्र, एक थर्मोडायनामिक चक्र है जिसका व्यापक रूप से बिजली उत्पादन में उपयोग किया जाता है, जेट इंजन, और गैस टर्बाइन। इसमें चार मुख्य घटक होते हैं: कंप्रेसर, दहन कक्ष, टरबाइन, और हीट एक्सचेंजर। चक्र चलता रहता है सिद्धांत तापीय ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में परिवर्तित करना।

In प्रसंग प्रशीतन की, ब्रेटन साइकिल को बनाने के लिए संशोधित किया जा सकता है एक प्रशीतन चक्र ब्रेटन रेफ्रिजरेशन साइकिल के रूप में जाना जाता है। यह चक्र इस्तेमाल वही घटक पारंपरिक ब्रेटन साइकिल के रूप में लेकिन साथ में एक अलग विन्यास. कार्य आउटपुट उत्पन्न करने के बजाय, लक्ष्य ब्रेटन प्रशीतन चक्र का उद्देश्य कम तापमान वाले जलाशय से गर्मी को निकालना और इसे उच्च तापमान वाले जलाशय में अस्वीकार करना है।

ब्रेटन प्रशीतन चक्र आमतौर पर में प्रयोग किया जाता है क्रायोजेनिक अनुप्रयोग, जैसे गैसों का द्रवीकरण और वायु पृथक्करण। यह ऑफर बहुत सारे अवसर के ऊपर अन्य प्रशीतन चक्रसहित, उच्च दक्षता, संविदा आकार, और हासिल करने की क्षमता बहुत कम तापमान.

उलटा ब्रेटन चक्र

उलटा ब्रेटन चक्र , जिसे ब्रेटन हीट पंप चक्रहै, एक भिन्नता पारंपरिक ब्रेटन साइकिल का। में यह चक्र, भूमिकाओं of गर्म और ठंडे जलाशय ब्रेटन रेफ्रिजरेशन चक्र की तुलना में उलट हैं। लक्ष्य of उलटा ब्रेटन चक्र कम तापमान वाले जलाशय से गर्मी को अवशोषित करना और इसे उच्च तापमान वाले जलाशय में अस्वीकार करना है, इस प्रकार ठंडा करने के बजाय हीटिंग प्रदान करना है।

उलटा ब्रेटन चक्र में एप्लिकेशन ढूंढता है गर्मी पंपों, इसका उपयोग कहां किया जा सकता है स्पेस हीटिंग, जल तापन, तथा औद्योगिक प्रक्रियाएं. यह जैसे लाभ प्रदान करता है उच्च दक्षता, कम परिचालन लागत, और प्रदान करने की क्षमता दोनों ताप और शीतलन।

जूल ब्रेटन साइकिल

जूल ब्रेटन चक्र , जिसे सरल ब्रेटन साइकिलहै, मूल स्वरूप ब्रेटन चक्र का. यह चालू रहता है सिद्धांत of लगातार दबाव दहन और आमतौर पर गैस टरबाइन इंजन में उपयोग किया जाता है। चक्र में एक कंप्रेसर होता है, दहन कक्ष, टरबाइन, और हीट एक्सचेंजर।

In जूल ब्रेटन चक्र, हवा को कंप्रेसर द्वारा संपीड़ित किया जाता है, फिर गर्म किया जाता है दहन कक्ष जहां ईंधन जलाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक उच्च तापमान, उच्च दबाव वाली गैस. यह गैस टरबाइन के माध्यम से फैलता है, कार्य आउटपुट उत्पन्न करता है, और फिर आसपास के वातावरण में गर्मी को अस्वीकार करने के लिए हीट एक्सचेंजर से गुजरता है। फिर चक्र दोहराया जाता है।

जूल ब्रेटन चक्र इसका व्यापक रूप से बिजली उत्पादन में उपयोग किया जाता है, जहां इसे परिवर्तित किया जाता है शक्ति of एक ईंधन जनरेटर चलाने के लिए यांत्रिक कार्य में। यह ऑफर उच्च ऊष्मीय दक्षता और उत्पन्न करने में सक्षम है बड़ी मात्रा में ताकत का।

रिवर्स ब्रेटन साइकिल

रिवर्स ब्रेटन साइकिल , जिसे ब्रेटन क्रायोकूलर साइकिलहै, एक संशोधन पारंपरिक ब्रेटन साइकिल का उपयोग किया जाता है क्रायोजेनिक शीतलन अनुप्रयोग. में यह चक्र, भूमिकाओं of गर्म और ठंडे जलाशय ब्रेटन रेफ्रिजरेशन चक्र की तुलना में उलट हैं। लक्ष्य of रिवर्स ब्रेटन साइकिल उच्च तापमान वाले जलाशय से गर्मी को अवशोषित करना और इसे कम तापमान वाले जलाशय में अस्वीकार करना, इस प्रकार प्राप्त करना है क्रायोजेनिक तापमान.

रिवर्स ब्रेटन साइकिल में एप्लिकेशन ढूंढता है क्रायोजेनिक सिस्टम, जैसे कि ठंडा करना अतिचालक चुम्बक, इन्फ्रारेड डिटेक्टर, तथा चिकित्सा इमेजिंग उपकरण. यह जैसे लाभ प्रदान करता है उच्च शीतलन क्षमता, संविदा आकार, और हासिल करने की क्षमता बहुत कम तापमान.

अंत में, ब्रेटन चक्र और इसकी विविधताएँ में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएं विभिन्न उद्योग, जिसमें बिजली उत्पादन, प्रशीतन, हीटिंग और क्रायोजेनिक्स शामिल हैं। प्रत्येक भिन्नता साइकिल ऑफर की अद्वितीय लाभ और इसके अनुरूप बनाया गया है विशिष्ट अनुप्रयोग। समझ सिद्धांतs और ब्रेटन साइकिल के अनुप्रयोग में काम करने वाले इंजीनियरों और शोधकर्ताओं के लिए आवश्यक है ये फ़ील्ड.

ब्रेटन साइकिल बनाम रैंकिन साइकिल

ब्रेटन साइकिल और रैंकिन साइकिल की तुलना

ब्रेटन साइकिल और रैंकिन साइकिल हैं दो थर्मोडायनामिक चक्र सामान्यतः में इस्तेमाल किया बिजली उत्पादन और प्रणोदन प्रणाली। जबकि दोनों चक्र ऊष्मा को कार्य में परिवर्तित करने में वे भिन्न होते हैं कई पहलू.

ऊष्मा संयोजन और अस्वीकृति में अंतर

एक के मुख्य अंतर के बीच ब्रेटन चक्र और रैंकिन चक्र में निहित है रास्ता गर्मी जोड़ी जाती है और खारिज कर दी जाती है। ब्रेटन चक्र में ऊष्मा का योग होता है दहन कक्ष, जहां ईंधन जलाया जाता है, और परिणामस्वरूप उच्च तापमान वाली गैसें टरबाइन के माध्यम से विस्तार करें, कार्य का उत्पादन करें। गर्मी अस्वीकृति हीट एक्सचेंजर में होता है, जहां निकास गैसये अपनी गर्मी को आसपास के वातावरण में स्थानांतरित करते हैं।

दूसरी ओर, रैंकिन चक्र इसमें बायलर में ताप वृद्धि शामिल है, जहां कामईंधन के दहन से तरल पदार्थ गर्म हो जाता है। उच्च दाब वाला द्रव फिर टरबाइन के माध्यम से फैलता है, कार्य उत्पन्न करता है। गर्माहट मनाही में होता है कंडेनसर, जहां कामआईएनजी तरल पदार्थ को ठंडा किया जाता है और वापस संघनित किया जाता है एक तरल अवस्था.

कम दबाव वाली गैस का प्रबंधन

एक और उल्लेखनीय अंतर के बीच ब्रेटन चक्र और रैंकिन चक्र is संभालना of कम दबाव वाली गैस. ब्रेटन चक्र में, कम दबाव वाली गैस टरबाइन से गुजरने के बाद सीधे वायुमंडल में छोड़ दिया जाता है। यह खुला चक्र की अनुमति देता है सतत संचालन बिना जरूरत एसटी एक कंडेनसर.

इसके विपरीत, रैंकिन चक्र is एक बंद चक्र, जिसका मतलब है कम दबाव वाला तरल इसे दोबारा गर्म करने और फिर से चक्र से गुजरने के लिए बॉयलर में वापस पंप किया जाता है। यह बंद-लूप प्रणाली की आवश्यकता होती है उपयोग of एक कंडेनसर ठंडा और गाढ़ा करने के लिए कामतरल पदार्थ वापस अंदर आना एक तरल अवस्था इससे पहले कि इसे बॉयलर में वापस पंप किया जाए।

कुल मिलाकर, जबकि दोनों ब्रेटन चक्र और रैंकिन चक्र रहे थर्मोडायनामिक चक्र बिजली उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है, वे के संदर्भ में भिन्न हैं उनके अनुप्रयोग, कार्यशील तरल पदार्थ, गर्मी का जोड़ और अस्वीकृति प्रक्रियाएं, और संभालना कम दबाव वाली गैस। समझ ये मतभेद डिजाइनिंग और अनुकूलन में महत्वपूर्ण है बिजली उत्पादन प्रणालीs और प्रणोदन प्रणाली एसटी विभिन्न अनुप्रयोगों.

ब्रेटन चक्र की व्याख्या

RSI ब्रेटन चक्र , जिसे गैस टरबाइन चक्र, एक थर्मोडायनामिक चक्र है जिसका उपयोग बिजली उत्पादन में किया जाता है जेट इंजन. इसमें चार मुख्य घटक होते हैं: एक कंप्रेसर, a दहन कक्ष, एक टरबाइन, और एक हीट एक्सचेंजर। में यह अनुभाग, हम अन्वेषण करेंगे विभिन्न पहलू का ब्रेटन चक्रसहित, इसका आदर्श स्वरूप, व्युत्पत्ति और विश्लेषण, पुनर्जनन, और संशोधन वास्तविक अनुप्रयोग.

आदर्श ब्रेटन चक्र और थर्मल दक्षता

आदर्श ब्रेटन चक्र is एक सैद्धांतिक मॉडल वह मानता है सही स्थिति और कोई नुकसान नहीं। यह मिश्रण है दो प्रतिवर्ती रुद्धोष्म प्रक्रियाएँ और दो समदाब रेखीय प्रक्रियाएँ. चक्र शुरू होता है संपीड़न कंप्रेसर द्वारा हवा का, उसके बाद इसके अलावा में गर्मी का दहन कक्ष. RSI उच्च दबाव और उच्च तापमान वाली गैसें फिर टरबाइन के माध्यम से विस्तार करें, कार्य आउटपुट उत्पन्न करें। अंत में, कंप्रेसर में लौटने से पहले गैसों को हीट एक्सचेंजर में ठंडा किया जाता है।

RSI ऊष्मीय दक्षता आदर्श का ब्रेटन चक्र का उपयोग करके गणना की जा सकती है तापमान और दबाव अनुपात. तापमान अनुपात, द्वारा चिह्नित T₃/T₂, के अनुपात को दर्शाता है टरबाइन इनलेट तापमान सेवा मेरे कंप्रेसर इनलेट तापमान. दबाव अनुपात, द्वारा चिह्नित P₃/P₂, के अनुपात को दर्शाता है टरबाइन इनलेट दबाव सेवा मेरे कंप्रेसर इनलेट दबाव। ऊष्मीय दक्षता, द्वारा चिह्नित η_th, द्वारा दिया गया है सूत्र:

η_th = 1 – (1 / (पी₃/P₂)^((γ-1)/γ))

जहां γ is la विशिष्ट ताप अनुपात of कामतरल पदार्थ डालना.

ब्रेटन चक्र की व्युत्पत्ति एवं विश्लेषण

प्राप्त करने के लिए ब्रेटन चक्र, हम विचार करते हैं पहला कानून ऊष्मप्रवैगिकी का और इसे लागू करें प्रत्येक घटक चक्र का. मानकर आदर्श गैस व्यवहार और गतिज की उपेक्षा और संभावित ऊर्जा परिवर्तन, हम प्राप्त कर सकते हैं भाव एसटी काम और गर्मी का हस्तांतरण in प्रत्येक प्रक्रिया. यह हमें चक्र के प्रदर्शन का विश्लेषण करने और गणना करने की अनुमति देता है महत्वपूर्ण पैरामीटर जैसे काम उत्पादन और ताप इनपुट.

विश्लेषण का ब्रेटन चक्र मूल्यांकन करना शामिल है नेट वर्क आउटपुट, ऊष्मीय दक्षता, तथा विशिष्ट कार्य आउटपुट. ये पैरामीटर दबाव अनुपात पर निर्भर, तापमान अनुपात, तथा विशिष्ट ताप अनुपात of कामतरल पदार्थ डालना. भिन्न-भिन्न करके ये अनुपात, हम इसके लिए चक्र को अनुकूलित कर सकते हैं विभिन्न अनुप्रयोगइस तरह के रूप में, बिजली उत्पादन या विमान प्रणोदन.

पुनर्जनन के साथ ब्रेटन चक्र

पुनर्जनन है एक तकनीक में सुधार करने के लिए उपयोग किया जाता है ऊष्मीय दक्षता का ब्रेटन चक्र. इसमें कुछ को पुनर्प्राप्त करना शामिल है अपशिष्ट ताप से निकास गैसईएस और संपीड़ित हवा को प्रवेश करने से पहले पहले से गरम करने के लिए इसका उपयोग करना दहन कक्ष. इससे पहुँचने के लिए आवश्यक ईंधन की मात्रा कम हो जाती है वांछित टरबाइन इनलेट तापमानजिसके परिणामस्वरूप अधिक है ऊष्मीय दक्षता.

पुनर्योजी में ब्रेटन चक्र, एक हीट एक्सचेंजर, के रूप में जाना जाता है एक पुनर्योजी, कंप्रेसर और के बीच रखा गया है दहन कक्ष. पुनर्जननकर्ता से ऊष्मा स्थानांतरित करता है गरम निकास गैसें सेवा मेरे ठंडी संपीड़ित हवा, बढ़ रहा इसका तापमान. यह पहले से गरम हवा फिर में प्रवेश करता है दहन कक्ष, जहां ईंधन डाला जाता है और दहन होता है। बाकी चक्र आदर्श के समान ही रहता है ब्रेटन चक्र.

वास्तविक ब्रेटन चक्र और दक्षता संशोधन

In वास्तविक दुनिया अनुप्रयोगों, ब्रेटन चक्र से भटक जाता है आदर्श मॉडल की वजह से विभिन्न हानियाँ और अक्षमताएँ. इसमे शामिल है दबाव हानि कंप्रेसर और टरबाइन में, गर्मी का नुकसान परिवेश के लिए, और दहन अक्षमताएँ. पता लगाने के लिए ये कारक, आदर्श में संशोधन किये जाते हैं ब्रेटन चक्र सुधार करने के लिए इसकी दक्षता और प्रदर्शन।

एक सामान्य संशोधन is उपयोग इंटरकूलिंग और रीहीटिंग का। इंटरकूलिंग में कंप्रेसर के चरणों के बीच संपीड़ित हवा को ठंडा करना, कम करना शामिल है इसका तापमान और बढ़ती इसका घनत्व. दूसरी ओर, दोबारा गरम करने में टरबाइन के चरणों के बीच गैसों में गर्मी जोड़ना, बढ़ाना शामिल है उनका तापमान और उनका और विस्तार कर रहे हैं. ये संशोधन कम करने में मदद करें प्रभाव अपरिवर्तनीयताएँ और चक्र की समग्र दक्षता में सुधार।

एक और संशोधन is समावेश of एक बाईपास प्रणाली, आमतौर पर उपयोग किया जाता है विमान के इंजन। यह अनुमति देता है एक भाग संपीड़ित हवा को बायपास करने के लिए दहन कक्ष और सीधे मिला दें निकास गैसतों, कम करना ईंधन की खपत और बढ़ता हुआ जोर.

निष्कर्ष में, द ब्रेटन चक्र is एक मौलिक थर्मोडायनामिक चक्र गैस टरबाइन और में उपयोग किया जाता है जेट इंजन। समझ इसका आदर्श स्वरूप, व्युत्पत्ति, पुनर्जनन और संशोधन इसके प्रदर्शन और दक्षता को अनुकूलित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं विभिन्न अनुप्रयोगों. निरंतर सुधार एवं परिष्कार करते हुए ब्रेटन चक्र, इंजीनियर बिजली उत्पादन बढ़ा सकते हैं, प्रणोदन प्रणाली, और अन्य औद्योगिक प्रक्रियाएं.

ब्रेटन साइकिल के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (एफएक्यू)।

ब्रेटन साइकिल की दक्षता कैसे बढ़ाएं

की दक्षता ब्रेटन चक्र , जिसे गैस टरबाइन चक्र को क्रियान्वित करके सुधारा जा सकता है कुछ उपाय. यहाँ हैं कुछ तरीके की कार्यकुशलता बढ़ाने के लिए ब्रेटन चक्र:

1. दबाव अनुपात बढ़ाना: की दक्षता ब्रेटन चक्र दबाव अनुपात के सीधे आनुपातिक है। दबाव अनुपात को बढ़ाकर, चक्र निकाला जा सकता है और काम से समान राशि ऊष्मा इनपुट के परिणामस्वरूप उच्च दक्षता प्राप्त होती है।

2. तापमान अनुपात बढ़ाना: दबाव अनुपात के समान, बढ़ रहा है तापमान अनुपात की कार्यक्षमता में भी सुधार होता है ब्रेटन चक्र. इसका उपयोग करके इसे प्राप्त किया जा सकता है अधिक कुशल दहन तकनीक या उन्नत सामग्रियों का उपयोग करके जो झेल सकें उच्च तापमान.

3. पुनर्योजी तापन का उपयोग: पुनर्योजी में ब्रेटन चक्र, एक हीट एक्सचेंजर का उपयोग संपीड़ित हवा को प्रवेश करने से पहले गर्म करने के लिए किया जाता है दहन कक्ष. इससे आवश्यक ऊष्मा की मात्रा कम हो जाती है दहन प्रक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप में बेहतर दक्षता.

4. कंप्रेसर और टरबाइन डिजाइन का अनुकूलन: कंप्रेसर और टरबाइन की दक्षता समग्र दक्षता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है ब्रेटन चक्र. अनुकूलन करके डिज़ाइन और उन्नत सामग्रियों का उपयोग करके, घाटा in इन घटकों कम किया जा सकता है, जिससे उच्च दक्षता प्राप्त होगी।

ब्रेटन साइकिल का अनुप्रयोग

RSI ब्रेटन चक्र पाता इसका अनुप्रयोग in विभिन्न क्षेत्र, जिसमें बिजली उत्पादन और शामिल हैं जेट इंजन. यहाँ हैं कुछ प्रमुख अनुप्रयोग का ब्रेटन चक्र:

1. गैस टरबाइन: गैस टर्बाइनों का व्यापक रूप से बिजली उत्पादन, विमानन और में उपयोग किया जाता है औद्योगिक अनुप्रयोगों। ब्रेटन चक्र गैस टरबाइन इंजन का आधार बनता है, जहां ईंधन के दहन से उच्च तापमान वाली गैसें पैदा होती हैं जो टरबाइन को चलाती हैं, बिजली या जोर पैदा करती हैं।

2. जेट इंजन: जेट इंजन, आमतौर पर विमान में उपयोग किया जाता है, पर भी काम करता है ब्रेटन चक्र. आने वाली हवा को संपीड़ित किया जाता है, ईंधन के साथ मिलाया जाता है और प्रज्वलित किया जाता है दहन कक्ष. परिणामस्वरूप उच्च-वेग वाली निकास गैसें प्रेरित करना विमान आगे, जोर प्रदान करना।

3. पावर जनरेशन: गैस टर्बाइन बिजली संयंत्रों का उपयोग करें ब्रेटन चक्र बिजली पैदा करने के लिए। दहन में ईंधन का गैस टरबाइन पैदा करता है उच्च दबाव और उच्च तापमान वाली गैसें जो टरबाइन को चलाता है, जो एक जनरेटर से जुड़ा होता है, परिवर्तित होता है यांत्रिक ऊर्जा में विद्युत ऊर्जा.

ब्रेटन साइकिल समस्याएँ और समाधान

जब ब्रेटन चक्र प्रदान करता है अनगिनत फायदे, यह भी प्रस्तुत करता है कुछ चुनौतियां. यहाँ हैं कुछ सामान्य समस्याएं में सामना करना पड़ा ब्रेटन चक्र और उनके समाधान:

1. कंप्रेसर उछाल: कंप्रेसर उछाल तब होता है जब प्रवाह दर कंप्रेसर के माध्यम से अचानक कम हो जाता है, जिससे एक व्यवधान in चक्र का संचालन। रोकने के लिए कंप्रेसर उछाल, विरोधी उछाल नियंत्रण प्रणाली कार्यरत हैं, जो विनियमित करते हैं प्रवाह और रखरखाव करें स्थिर कंप्रेसर संचालन.

2. दहन अस्थिरता: दहन अस्थिरता में उतार-चढ़ाव पैदा कर सकता है ज्वाला, के लिए अग्रणी कम दक्षता और उत्सर्जन में वृद्धि. उन्नत दहन तकनीकइस तरह के रूप में, दुबला पूर्वमिश्रित दहन, को कम करने के लिए नियोजित किया जाता है दहन अस्थिरता और सुधार सम्पूर्ण प्रदर्शन.

3. हीट एक्सचेंजर में गड़बड़ी: हीट एक्सचेंजर सतहों के खराब होने से इसकी दक्षता कम हो सकती है ब्रेटन चक्र. नियमित रखरखाव और हीट एक्सचेंजर सतहों की सफाई से गंदगी को रोकने और सुनिश्चित करने में मदद मिलती है इष्टतम गर्मी का हस्तांतरण.

पावर गणना और कंप्रेसर दक्षता

बिजली उत्पादन की गणना और कंप्रेसर दक्षता ब्रेटन चक्र के प्रदर्शन का आकलन करने के लिए आवश्यक है। यहां बताया गया है कि ये पैरामीटर कैसे निर्धारित किए जाते हैं:

1. शक्ति गणना: बिजली उत्पादन का ब्रेटन चक्र का उपयोग करके गणना की जा सकती है समीकरण: पावर आउटपुट = द्रव्यमान प्रवाह दर * विशिष्ट कार्य आउटपुट. द्रव्यमान प्रवाह दर is दर जिस पर वायु चक्र से होकर गुजरती है, और विशिष्ट कार्य आउटपुट is काम वायु के प्रति इकाई द्रव्यमान टरबाइन द्वारा किया जाता है।

2. कंप्रेसर दक्षता: कंप्रेसर दक्षता है एक नाप कंप्रेसर कितने प्रभावी ढंग से हवा को संपीड़ित करता है। इसकी गणना अनुपात के रूप में की जाती है वास्तविक कार्य कंप्रेसर द्वारा किया गया आदर्श कार्य हो गया। अनुकूलन द्वारा कंप्रेसर दक्षता में सुधार किया जा सकता है कंप्रेसर डिजाइन और घाटे को कम करना।

सरल और पुनर्योजी ब्रेटन चक्र की तुलना

RSI ब्रेटन चक्र में क्रियान्वित किया जा सकता है दो विन्यास: सरल और पुनर्योजी. यहाँ है एक तुलना दोनों के बिच में:

गैस टर्बाइन में ब्रेटन साइकिल

RSI ब्रेटन चक्र बिजली उत्पादन और विमानन में उपयोग किए जाने वाले गैस टरबाइन इंजन का आधार बनता है। यहां बताया गया है कि कैसे ब्रेटन चक्र गैस टर्बाइनों में लागू किया गया है:

1. कंप्रेसर: आने वाली हवा को कंप्रेसर द्वारा संपीड़ित किया जाता है, जिससे इसका दबाव और तापमान बढ़ जाता है।

2. दहन कक्ष: संपीड़ित हवा को ईंधन के साथ मिश्रित किया जाता है और प्रज्वलित किया जाता है दहन कक्ष, जिसके परिणामस्वरूप में रिहाई उच्च तापमान वाली गैसों का.

3. टरबाइन: उच्च तापमान वाली गैसें टरबाइन के माध्यम से विस्तार करें, ड्राइविंग इसके ब्लेड और बिजली या जोर पैदा करने के लिए काम निकालना।

4. निकास: टरबाइन से गुजरने के बाद निकास गैसें वायुमंडल में निष्कासित हो जाती हैं, जिससे पूरा होता है ब्रेटन चक्र.

गैस टर्बाइन उच्च शक्ति-से-वजन अनुपात प्रदान करते हैं, जो उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहां वजन और आकार होते हैं महत्वपूर्ण कारकोंइस तरह के रूप में, विमान प्रणोदन और मोबाइल बिजली उत्पादन.

निष्कर्ष में, द ब्रेटन चक्र, के साथ अपने विभिन्न अनुप्रयोगों और संभावित के लिए दक्षता में सुधार, खेलता है एक महत्वपूर्ण भूमिका बिजली उत्पादन और विमानन में। समझ प्रमुख अवधारणाएँ, चुनौतियाँ और समाधान से संबंधित ब्रेटन चक्र इसके प्रदर्शन और अन्वेषण को अनुकूलित करने के लिए आवश्यक है भविष्य की प्रगति in यह थर्मोडायनामिक चक्र.

आम सवाल-जवाब

प्रश्न: ब्रेटन चक्र क्या है?

उ: द ब्रेटन चक्र , जिसे गैस टरबाइन चक्र, एक थर्मोडायनामिक चक्र है जिसका उपयोग बिजली उत्पादन में किया जाता है जेट इंजन. इसमें चार मुख्य घटक होते हैं: एक कंप्रेसर, दहन कक्ष, टरबाइन, और हीट एक्सचेंजर।

प्रश्न: ब्रेटन चक्र में शामिल चरण क्या हैं?

उ: द ब्रेटन चक्र शामिल चार कदम: संपीड़न, दहन, विस्तार, और निकास। संपीड़न के दौरान, हवा कंप्रेसर द्वारा संपीड़ित होती है। में दहन चरण, में ईंधन डाला जाता है और प्रज्वलित किया जाता है दहन कक्ष. विस्तार इस प्रकार होता है उच्च दबाव गैस टरबाइन से होकर गुजरती है, जिससे कार्य आउटपुट उत्पन्न होता है। अंत में, निकास चरण जारी करना शामिल है बची हुई गैस सेवा मेरे पर्यावरण.

प्रश्न: ब्रेटन चक्र प्रशीतन में कैसे कार्य करता है?

उ: द ब्रेटन चक्र में इस्तेमाल किया जा सकता है प्रशीतन प्रणाली उलट कर दिशा of गर्मी का हस्तांतरण. बिजली पैदा करने के बजाय, चक्र गर्मी को अवशोषित करता है एक कम तापमान वाला स्रोत और इसे अस्वीकार कर देता है एक उच्च तापमान वाला सिंक, शीतलता प्रदान करता है।

प्रश्न: एफएक्यू शर्तों में 1 दिसंबर को क्यों नहीं माना जाता है?

A: अवधि “1 दिसंबर क्यों नहीं"से प्रासंगिक नहीं है विषय of ब्रेटन चक्र, गैस टरबाइन चक्र, या बिजली उत्पादन। इसलिए इसे इसमें शामिल नहीं किया गया है अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न शर्तें.

प्रश्न: ब्रेटन चक्र और रैंकिन चक्र के बीच क्या अंतर है?

उ: द ब्रेटन चक्र is एक खुला चक्र जबकि, गैस टर्बाइनों में उपयोग किया जाता है रैंकिन चक्र is एक बंद चक्र भाप में प्रयोग किया जाता है बिजली संयंत्रों। ब्रेटन चक्र वायु या गैस का उपयोग करता है कामआईएनजी तरल पदार्थ, जबकि रैंकिन चक्र पानी या भाप का उपयोग करता है.

प्रश्न: ब्रेटन चक्र के कार्य सिद्धांत क्या हैं?

A: कार्य सिद्धांत का ब्रेटन चक्र संपीड़ित करना शामिल है कामतरल पदार्थ डालना, दहन के माध्यम से गर्मी जोड़ना, विस्तार करना द्रव काम उत्पन्न करना, और फिर थका देना द्रव. यह चक्र तापीय ऊर्जा को यांत्रिक कार्यों में परिवर्तित करने में सक्षम बनाता है।

प्रश्न: क्या आप ब्रेटन चक्र को अधिक विस्तार से समझा सकते हैं?

उत्तर: निश्चित रूप से! ब्रेटन चक्र के साथ शुरू करो संपीड़न कंप्रेसर द्वारा हवा का दबाव और तापमान बढ़ाना। फिर संपीड़ित हवा प्रवेश करती है दहन कक्ष, जहां ईंधन डाला जाता है और प्रज्वलित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक उच्च तापमान वाली गैस. यह गैस टरबाइन के माध्यम से फैलता है, कार्य आउटपुट उत्पन्न करता है। अंत में, निकास गैस जारी किया जाता है, और चक्र दोहराता है।

प्रश्न: ब्रेटन चक्र में गैस टर्बाइनों की क्या भूमिका है?

ए: गैस टर्बाइन हैं प्रमुख घटक का ब्रेटन चक्र. इनमें एक कंप्रेसर होता है, दहन कक्ष, और टरबाइन। कंप्रेसर हवा को संपीड़ित करता है दहन कक्ष ईंधन जोड़ता है और इसे प्रज्वलित करता है, और टरबाइन निष्कर्षण से काम करता है फैलती हुई गैस.

प्रश्न: दबाव अनुपात ब्रेटन चक्र को कैसे प्रभावित करता है?

A: दबाव अनुपात, के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है कंप्रेसर आउटलेट दबाव सेवा मेरे इनलेट दबाव, के प्रदर्शन को प्रभावित करता है ब्रेटन चक्र. एक उच्च दबाव अनुपात बढ़ जाता है ऊष्मीय दक्षता और कार्य आउटपुट, लेकिन इसकी भी आवश्यकता है एक अधिक मजबूत और कुशल कंप्रेसर.

प्रश्न: ब्रेटन चक्र की तापीय दक्षता की गणना कैसे की जाती है?

उ: द ऊष्मीय दक्षता का ब्रेटन चक्र के अनुपात के रूप में गणना की जाती है नेट वर्क आउटपुट सेवा मेरे ताप इनपुट. इसे इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है अंतर के बीच कंप्रेसर और टरबाइन काम करते हैं द्वारा विभाजित ताप इनपुट से दहन कक्ष.

हकीमुद्दीन बावनगांववाला

मैं हकीमुद्दीन बावनगांववाला, मैकेनिकल डिजाइन और विकास में विशेषज्ञता वाला एक मैकेनिकल डिजाइन इंजीनियर हूं। मैंने डिज़ाइन इंजीनियरिंग में एम.टेक पूरा कर लिया है और मेरे पास 2.5 साल का शोध अनुभव है। अब तक हीट ट्रीटमेंट फिक्स्चर के हार्ड टर्निंग और परिमित तत्व विश्लेषण पर दो शोध पत्र प्रकाशित। मेरी रुचि का क्षेत्र मशीन डिजाइन, सामग्री की ताकत, हीट ट्रांसफर, थर्मल इंजीनियरिंग आदि है। सीएडी और सीएई के लिए कैटिया और एएनएसवाईएस सॉफ्टवेयर में कुशल। रिसर्च के अलावा.