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1. CICLO BRAYTON REGENERACION
En el año 1873 GEORGE BRAYTON (1830 – 1892) expuso el principio de funcionamiento del ciclo que lleva su nombre que originariamente se desarrolló empleando una máquina de pistones con inyección de combustible, para luego realizarlo como ciclo abierto simple llamado turbina a gas.

Es un ciclo de combustión interna, es decir, el aporte de calor al ciclo serealiza en el seno del propio fluido de potencia, en lugar de hacerlo de forma indirecta usando un fluido caloportador. Esto tiene como consecuencia fundamental que las máquinas necesarias para efectuar este ciclo son muy pequeñas y compactas, lo cual es determinante para la principal aplicación de este ciclo.

Es un ciclo abierto, es decir, el fluido de potencia no circula en circuito cerrado, comopasaba en el ciclo de Rankine, sino que entra al ciclo, se somete a los procesos asociados al mismo, y se expulsa al ambiente. Habrá quien diga “¿Y si es abierto lo podemos llamar ciclo?” Pues estrictamente no, pero un poco más adelante veremos como el ciclo puede considerarse “termodinámicamente cerrado” por una idea feliz que, dicho sea de paso, es muy natural y lógica.
Es un ciclo ya que elaire que entra al compresor se toma del ambiente, y que los gases que salen de la turbina se expulsan al ambiente, podemos cerrar el ciclo de forma virtual en el ambiente. Por tanto, del punto 4 al 1 lo que existe es una cesión de calor (puesto que el aire sale de la turbina bastante caliente) a presión constante (la del ambiente). Como vemos, lo único que debemos asumir es que la última máquinaconstitutiva del ciclo es el ambiente en el que este funciona, lo cual es totalmente lícito, ya que en termodinámica se entienden por máquinas “todos aquellos dispositivos en los cuales se lleva a cabo una transferencia o transformación de energía”.



2.CICLO BRAYTON REGENERATIVO
También se puede aumentar el rendimiento del ciclo, o sea, obtener más energía con la misma cantidad decombustible, empleando parte del calor perdido que se llevan los gases de escape de la turbina, para precalentar el aire a la salida del compresor, antes de su entrada a la cámara de combustión, lo que permite gastar menos combustible para llegar a la misma temperatura de ingreso a la máquina. En este caso, se recurre al ciclo BRAYTON regenerativo, que utiliza el esquema de instalación que se indica enla Fig. 20
Donde:
Q1 = Calor ganado por el aire
Q3 = Calor cedido por los gases de combustión
Q2 = Calor aportado por la oxidación del combustible






La Fig. 21 representa los diagramas ideales y la Fig. 22 los reales.




Regeneradores
Los regeneradores o intercambiadores de calor empleados en las turbinas a gas son del tipo de coraza y tubos, o bien, del tipo rotativo,siendo los primeros los más empleados. En ellos los gases de escape pasan por el interior de los tubos y el aire a precalentar por el exterior de los mismos.

El empleo de regeneradores presenta tres inconvenientes:
a) Gran superficie de intercambio de calor.
b) Dificultad para la limpieza de la misma.
c) Aumento de la resistencia al paso de los gases de escape.
En un regenerador ideal, en dondesuponemos que no hay pérdidas de calor, el balance de energía se establece igualando toda la energía que recibe el aire a la energía entregada por los gases de escape, es decir:

ma x cpa x (t3 – t2) = mg x cpg x (t5 – t6)
O bien:
ma x (h3 – h2) = mg x (h5 – h6)

Dónde:
ma = caudal másico de aire (kg/h)
mg = caudal másico de gases (kg/h)
Cpa = calor específico a presiónconstante del aire (kcal/kg .ºC)
Cpg = calor específico a presión constante de los gases (kcal/kg .ºC)
t2 = temperatura del aire a la entrada del regenerador (ºC)
t3 = temperatura del aire a la salida del regenerador (ºC)
t5 = temperatura de los gases a la entrada del regenerador (ºC)
t6 = temperatura de los gases a la salida del regenerador (ºC)
h2 = entalpía del aire a la entrada del...