19-07-2024 - Basic concepts of energy systems - Rankine and Brayton [EN]-[IT]

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19-07-2024 - Basic concepts of energy systems - Rankine and Brayton [EN]-[IT]

Rankine and Brayton

Brief notes
Rankine and Brayton cycles are two fundamental thermodynamic cycles used for power generation in different types of plants.
The Brayton cycle is often the basis of compressor operation, such as refrigeration cycles and gas cycles. Steam plants, based on the Rankine cycle, use pumps rather than compressors.

Below the Rankine cycle
The Rankine cycle is a thermodynamic cycle created by William Rankine. This cycle is composed of 4 thermodynamic transformations, two isentropic and two isobaric.
Isentropic thermodynamic transformation = transformation that occurs at constant entropy.
Isobaric thermodynamic transformation = transformation that occurs at constant pressure.

This cycle is named after its inventor, William Rankine.
William Rankine was a Scottish engineer and physicist, born in 1820 and died in 1872.

Note: The Rankine cycle with superheating is also called the Hirn cycle.

The Rankine cycle is composed as follows:
1-Isentropic compression
2-Constant pressure heating
3-Isentropic expansion
4-Constant pressure condensation

Brayton Cycle
Below is the Brayton cycle diagram

The Brayton cycle is also known as the Brayton-Joule cycle. This thermodynamic cycle is the main reference for the operation of gas turbines.

It was designed by the American engineer George Brayton who patented it in 1872.

The Brayton cycle is composed as follows:
1-Isentropic compression
2-Constant pressure heating
3-Isentropic expansion
4-Constant pressure cooling

Differences
The Bryton cycle has air or a mixture of gases as working fluids, while the Rankine cycle is for water and/or steam
The Brayton cycle was designed for compressor, combustion chamber, turbine, while the Rankine is suitable for pump, boiler, condenser.

Conclusions
The Rankine and Brayton cycles are two thermodynamic cycles of fundamental importance. The Rankine cycle is important for steam plants, while the Brayton cycle is the basis of gas turbines.

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Have you ever studied these two cycles? Or have you already heard of the two scholars Rankine and Brayton?

ITALIAN
19-07-2024 - Concetti base dei sistemi energetici - Rankine e Brayton [EN]-[IT]

Rankine e Brayton

Brevi cenni
I cicli Rankine e Brayton sono due cicli termodinamici fondamentali utilizzati per la generazione di potenza in diverse tipologie di impianti.
Il ciclo Brayton è spesso la base del funzionamento dei compressori, come i cicli frigoriferi e i cicli a gas. Gli impianti a vapore, basati sul ciclo Rankine, utilizzano pompe anziché compressori.

Qui di seguito il ciclo Rankine
Il ciclo di Rankine è un ciclo termodinamico creato da William Rankine. Questo ciclo è composto da 4 trasformazioni termodinamiche, due isoentropiche e due isobare.
Trasformazione termodinamica isoentropica = trasformazione che avviene a entropia costante.
Trasformazione termodinamica isobara = trasformazione che avviene a pressione costante.

Questo ciclo prende il nome dal suo inventore, William Rankine.
William Rankine è stato un ingegnere e fisico scozzese, nato nel 1820 e scomparso nel 1872.

Nota: Il ciclo di Rankine con surriscaldamento viene detto anche ciclo di Hirn.

Il ciclo Rankine è così composto:
1-Compressione isentropica
2-Riscaldamento a pressione costante
3-Espansione isentropica
4-Condensazione a pressione costante

Ciclo Brayton
Qui di seguito il diagramma del ciclo Brayton

Il ciclo Brayton è conosciuto anche come ciclo Brayton-Joule. Questo ciclo termodinamico è il riferimento principale per il funzionamento delle turbine a gas.

Fu pensato dall'ingegnere statunitense George Brayton il quale lo brevettò nel 1872.

Il ciclo Brayton è così composto:
1-Compressione isentropica
2-Riscaldamento a pressione costante
3-Espansione isentropica
4-Raffreddamento a pressione costante

Differenze
Il ciclo Bryton come fluidi di lavoro ha aria o una miscela di gas, mentre il ciclo Rankine è per Acqua e/o vapore
Il ciclo Brayton è stato ideato per compressore, camera di combustione, turbina, mentre il Rankine è adatto a pompa, caldaia, condensatore.

Conclusioni
I cicli Rankine e Brayton sono due cicli termodinamici di fondamentale importanza. Il ciclo Rankine è importante per gli impianti a vapore, mentre il ciclo Brayton è la base delle turbine a gas.

Domanda
Avete mai studiato questi due cicli? Oppure avete già sentito nominare i due studiosi Rankine e Brayton?

THE END