Brayton Cycle क्या है? इसका Thermodynamics में क्या उपयोग होता है?


Brayton Cycle क्या है? इसका Thermodynamics में क्या उपयोग होता है?

Brayton Cycle एक thermodynamic cycle है जो gas turbine engines और jet propulsion systems के working principle को represent करता है। इसे पहले Joule cycle के नाम से भी जाना जाता था।

📘 Brayton Cycle की Basic Structure

Brayton Cycle में चार मुख्य processes होते हैं:

  • Isentropic Compression: Compressor में air को compress किया जाता है।
  • Constant Pressure Heat Addition: Combustion chamber में fuel जलाकर air को गर्म किया जाता है।
  • Isentropic Expansion: High-pressure hot gas को turbine में expand किया जाता है जिससे काम प्राप्त होता है।
  • Constant Pressure Heat Rejection: Exhaust gases को atmosphere में निकाला जाता है।

🌀 Brayton Cycle का PV और TS Diagram

Brayton Cycle का PV diagram एक enclosed loop दिखाता है जहाँ compression और expansion isentropic होती हैं। TS diagram पर heat addition और rejection constant pressure lines पर होती हैं।

🛠️ Thermodynamics में Brayton Cycle का उपयोग

  • Jet Engines और Turbojets
  • Gas Turbine Power Plants
  • Combined Cycle Power Plants (Brayton + Rankine)
  • Marine और Industrial Applications

📈 Efficiency और Performance

Brayton Cycle की thermal efficiency इस बात पर निर्भर करती है कि pressure ratio कितना high है। Efficiency बढ़ाने के लिए regeneration, intercooling और reheating techniques भी use की जाती हैं।

Efficiency Formula: η = 1 - (1 / (rp)γ−1/γ)
जहां rp = pressure ratio और γ = specific heat ratio

⚙️ Brayton vs Other Cycles

Feature Brayton Otto Diesel
Heat Addition Constant Pressure Constant Volume Constant Pressure
Used In Jet/Gas Turbines Petrol Engines Diesel Engines
Compression Type Isentropic Isentropic Isentropic

🔚 निष्कर्ष

Brayton Cycle एक महत्वपूर्ण thermodynamic cycle है जिसका उपयोग उच्च शक्ति और low-weight applications में होता है जैसे कि jet propulsion और power generation। इसकी efficiency और simplicity इसे real-world applications में उपयोगी बनाती है।

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