Brayton Çevrimi ve Kullanım Alanları

Brayton çevrimi, yakıtın yüksek basınçtaki hava ile karıştırılarak yakılmasıyla ısı enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürülmesini sağlayan gaz akışkanlı bir termodinamik çevrimdir. Sistem içerisine kütle girişi olduğu için açık sistem olarak çalışmaktadır. Adını, çevrimi ilk olarak kullanan George Brayton'dan almıştır. Kullanımı 1870'li yıllara dayanmaktadır. 

Brayton Çevrimi'nde yanma işleminin tam olarak sağlanması için gerekli olan hava, kompresör yardımıyla sıcaklığı ve basıncı arttırılarak, yakıtla beraber yanma odasına gönderilir. Yanma odasında ısıdan dolayı genleşen gazlar türbine doğru ilerler ve türbinleri döndürür. Türbinden çıkan gazlar kullanılmadan salınır. Sistemin tasarımına göre kompresör için gerekli olan enerji türbine bağlanan bir mil ile sağlanabilmektedir. 

Brayton çevriminin kapalı sistem olarak uyarlanmasına İdeal Brayton çevrimi denir . Bu sistemde yanma odası, ısı girişi sağlanan ısı değiştiricisi olarak düşünülmüş, dışarıya atılan genleşen gaz ise yine bir ısı değiştiricisi ile yeniden kompresöre bağlanmıştır. İdeal Brayton çevrimi ve gerçek çevrim arasında farklılıklar bulunmaktadır.

Brayton Çevrimi Nerede Kullanılır?

Brayton çevrimi, enerji tesislerinde ısı enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek için kullanılmaktadır. Özellikle elektrik ihtiyacı çok olmayan ve zamanla değişen yerlerde kullanılması kolaylık sağlamaktadır. Çünkü gaz akışkanlı çevrim kullanılan sistemler, buharlı güç çevrimlerine göre daha kolay ve çabuk devreye alınabilmektedir. Fakat gaz akışkanlı çevrimlerdeki kompresör için gerekli olan enerji ihtiyacı, buharlı çevrimlerde kullanılan pompanın enerji ihtiyacına göre oldukça fazladır. Bu yüzden buharlı çevrimlerin kullanımı daha verimli ve yaygındır.

Brayton çevriminin kullanıldığı bir diğer alan jet motorlarıdır. Uçaklar için gerekli olan itme gücünü sağlayan bu motorlar, aynı zamanda ürettiği enerji ile elektronik aksamlara enerji sağlayabilmektedir. Ayrıca daha önce değindiğimiz gibi sıkıştırma için gerekli olan enerjiyi de sistem içerisinde sağlayabilmektedir.