Ciclo Brayton

Introducción.
Se puede decir que antes del año 1940 todas las máquinas térmicas de combustión interna eran del tipo alternativo: émbolo, biela y cigüeñal.
Recién, hacia el año 1940, al lograrse la fabricación de compresores rotativos de alto rendimiento, conjuntamente con los progresos realizados en el campo de la metalurgia, que permitieron la fabricación de aceros refractarios capaces deresistir altas temperaturas, se posibilitó el desarrollo de las turbinas a gas. Fue durante la guerra de 1939 a 1945 que la turbina a gas alcanzó su máxima difusión y desarrollo tecnológico
Hoy en día las Turbina a Gas tiene muy diversas aplicaciones, siendo la aviación en la que se emplean estatoreactores cuyo funcionamiento rige el ciclo Joule Bryton abierto la más difundida a nuestro criterio acontinuación pues podemos considerar el área de generación de energía eléctrica o plantas de generación de potencia; tales como las termoeléctricas que emplean también turbinas a gas con el ciclo Joule Bryton abierto; en tercer lugar también podemos considerar a la industria naval con el empleo de plantas de propulsión en base a turbinas a gas reduciendo enormemente los costos de operación de lasembarcaciones y es aun haciéndose más eficientes combinándose con el muy conocido también ciclo Clausius Rankine.
Por todo el desarrollo que ha alcanzado actualmente el empleo de turbinas a gas; en su técnica, materiales empleados; lo cual implica mayores eficiencias; por consiguiente mejores formas para la transformación de la energía térmica, es necesario conocer más a profundidad el ciclo JouleBrayton.

Ciclos de potencia de gas.

        En los ciclos reales productores de trabajo con gas, el fluido consiste principalmente  de aire, más los productos de la combustión como el dióxido de carbono y el vapor de agua. Como el gas es predominantemente aire, sobre todo en los ciclos de las turbinas de gas, es conveniente examinar los ciclos de trabajo con gas en relación a un ciclo conaire normal. Un ciclo con aire normal es un ciclo idealizado que se basa en las siguientes aproximaciones:

 a) El fluido de trabajo se identifica exclusivamente como aire durante todo el ciclo y el aire se comporta como un gas ideal.
 b) Cualquier proceso de combustión que ocurriese en la práctica, se sustituye por un proceso de suministro de calor proveniente de una fuente externa.
 c) Seusa un proceso de desecho o eliminación de calor hacia los alrededores para restaurar el aire a su estado inicial y completar el ciclo.
        Otra condición adicional que se puede imponer en el estudio, es considerar los calores específicos CP y CV constantes y medidos a la temperatura ambiente. Este punto de vista se usa con mucha frecuencia, pero sus resultados numéricos pueden serconsiderablemente distintos de los que se obtendrían tomando en cuenta calores específicos variables. Esto se debe a la enorme variación de la temperatura en la mayoría de los ciclos de trabajo con gases, lo cual altera considerablemente los valores de CP y CV durante el ciclo. En la práctica sería deseable emplear información adicional acerca de los gases reales que se producen en la combustión de loshidrocarburos mezclados con el aire.


Ciclo Brayton.
Historia del ciclo Brayton.
El ciclo Brayton aparece por primera vez asociado a la patente de una máquina de gas del inventor inglés John Barber, en 1791. En la década de 1840 el físico británico James Prescott Joule planteó por primera vez, el ciclo Brayton Una vez delineadas las características del ciclo, el primer intento relevante porllevarlo a la práctica se produjo en 1872, cuando George Brayton patentó su Ready Motor. En su patente, basada en un motor de pistones de flujo discontinuo, la compresión se realizaría en un cilindro, tras lo cual el aire comprimido, que habría pasado a una cámara de calentamiento, sería calentado por una fuente de calor externa, para finalmente expandirse en el cilindro de expansión, produciendo...