Tofauti kuu kati ya mzunguko wa Rankine na mzunguko wa Brayton ni kwamba mzunguko wa Rankine ni mzunguko wa mvuke, ambapo mzunguko wa Brayton ni mzunguko kati ya awamu za kioevu na mvuke.
Mzunguko wa Rankine na mzunguko wa Brayton ni mizunguko ya thermodynamic. Mzunguko wa halijoto ni mfuatano wa michakato tofauti ya halijoto inayohusisha uhamishaji wa kazi na joto ndani na nje ya mfumo, ambao una hali tofauti za joto na shinikizo.
Rankine Cycle ni nini?
Rankine cycle ni muundo unaotabiri utendakazi wa turbine ya stima. Mfano ni mzunguko wa mvuke. Ni mfano bora kwa mzunguko wa thermodynamic unaofanyika katika injini ya joto na mabadiliko ya awamu. Kuna vipengele vinne kuu katika mzunguko wa Rankine na tunaweza kupuuza hasara za msuguano kutoka kwa mojawapo ya vipengele hivi vinne.
Kielelezo 01: Mzunguko wa Nafasi
Nadharia ya mzunguko wa Rankine inatumika katika mitambo ya kuzalisha nishati ya joto kuzalisha nishati. Nguvu inayotokana na mchakato huu inategemea tofauti ya joto kati ya chanzo cha joto na chanzo cha baridi. Ikiwa tofauti ni kubwa sana, basi tunaweza kutoa nguvu zaidi kutoka kwa nishati ya joto. Kawaida, chanzo cha joto kinachotumiwa hapa kinaweza kuwa mgawanyiko wa nyuklia au kuchoma mafuta ya kisukuku. Joto la juu, chanzo ni bora. Wakati huo huo, vyanzo vya baridi ni pamoja na minara ya kupoeza na sehemu inayolengwa ya maji. Poza joto, chanzo ni bora. Awamu nne katika mzunguko wa Rankine ni kama ifuatavyo:
- Mchakato 1-2: kusukuma maji ya kufanya kazi. Kioevu kiko katika hali ya kioevu katika hatua hii. Kwa hiyo, pampu inahitaji nishati ya chini ya pembejeo. Shinikizo la pampu huongezeka wakati wa mchakato.
- Mchakato wa 2-3: Kioevu cha shinikizo la juu huingia kwenye boiler. Maji hupata joto kwa shinikizo la mara kwa mara. Chanzo cha joto kinatumika hapa. Hutengeneza mvuke uliojaa kavu.
- Mchakato wa 3-4: mvuke iliyojaa kavu hupanuka kupitia turbine. Hapa, nguvu hutolewa. Kisha joto na shinikizo hupungua. Baadhi ya mvuke unaweza kufidia pia.
- Mchakato wa 4-1: Mvuke unyevu huingia kwenye kikondeshaji, ambacho hutengeneza kioevu kilichojaa kwa shinikizo lisilobadilika.
Brayton Cycle ni nini?
Mzunguko wa Brayton ni mzunguko wa halijoto unaoelezea utendakazi wa injini ya kuongeza joto yenye shinikizo lisilobadilika. Mzunguko kawaida huendesha kama mfumo wazi. Lakini, kwa mahitaji ya uchanganuzi wa thermodynamic, tunaona kama operesheni ya mfumo funge kwa kudhani kuwa gesi za kutolea nje hutumiwa tena wakati wa mchakato. Mchakato huo ulipewa jina la mwanasayansi George Brayton. Muundo bora wa mzunguko wa Brayton ni kama ifuatavyo:
Kielelezo 02: Mzunguko wa Brayton
Mzunguko una vipengele vitatu. Wao ni compressor, kuchanganya chumba na expander. Injini za Brayton kwa kawaida huwa katika aina ya injini ya turbine.
Kuna tofauti gani kati ya Mzunguko wa Rankine na Brayton Cycle?
Mzunguko wa nafasi ni modeli inayoelezea utendakazi wa turbine ya mvuke, wakati mzunguko wa Brayton ni mzunguko wa halijoto ambao unaelezea utendakazi wa injini ya joto yenye shinikizo lisilobadilika. Tofauti kuu kati ya mzunguko wa Rankine na mzunguko wa Brayton ni kwamba mzunguko wa Rankine ni mzunguko wa mvuke, ambapo mzunguko wa Brayton ni mzunguko kati ya awamu za kioevu na mvuke. Kando na hilo, tofauti nyingine kati ya mzunguko wa Rankine na Brayton ni kwamba kuna vipengele vinne katika mzunguko wa Rankine huku kukiwa na vipengele vitatu pekee katika mzunguko wa Brayton.
Infografia iliyo hapa chini inaweka jedwali la tofauti kati ya mzunguko wa Rankine na mzunguko wa Brayton.
Muhtasari – Mzunguko wa Rankine vs Brayton Cycle
Mzunguko wa Rankine na mzunguko wa Brayton ni aina za mizunguko ya thermodynamic. Tofauti kuu kati ya mzunguko wa Rankine na mzunguko wa Brayton ni kwamba mzunguko wa Rankine ni mzunguko wa mvuke, ambapo mzunguko wa Brayton ni mzunguko kati ya awamu za kioevu na mvuke.
