En la ingeniera, el conocimiento de un rea de estudio tiene como meta la aplicacin de sta en diferentes situaciones. Por ejemplo, en el caso particular de la termodinmica, se han logrado vastos avances tcnicos que han resultado en creaciones de nuevas industrias e innovacin de las previamente establecidas. Un rea de estudio muy importante de la termodinmica es la generacin de potencia. Los dispositivos empleados para producir una salida neta de potencia se llaman motores, y logran su cometido funcionando en ciclos de potencia. Los ciclos de potencia pueden clasificarse en dos categoras: Ciclos de gas Ciclos de vapor En los ciclos de gas, el fluido de trabajo permanece siempre en estado gaseoso, y en los ciclos de vapor, el fluido cambia de fase en ciertas etapas del ciclo. Tambin pueden dividirse en ciclos abiertos y ciclos cerrados. en los ciclos abiertos, el fluido de trabajo no es reutilizado; nuevo fluido del mismo espcimen es utilizado en cada ciclo, mientras que en los cerrados, es recirculado. !El ciclo Brayton es un ciclo de potencia de gas se utiliza en turbinas de gas donde los proceso tanto de compresin como de expansin suceden en maquinaria rotatoria. !Como dijimos, los ciclos termodinmicos pueden ser, dentro de otras clasificaciones, abiertos o cerrados. Las turbinas de gas generalmente operan en un ciclo abierto, lo que significa que el fluido de trabajo no recircula en el dispositivo, como se observa en la figura 1. El ciclo de la figura 1 funciona de la siguiente manera: !

Etapa 1. Se introduce aire a condiciones ambiente al dispositivo. Etapa 2. El aire es introducido a un compresor, donde su temperatura y presin se elevan. Etapa 3. Este aire es llevado a la cmara de combustin donde se quema a presin constante. Los gases

de combustin son entonces expandidos isobricamente en la turbina hasta la presin atmosfrica, produciendo as potencia.

Etapa 4. Los gases de escape son expulsados a los alrededores (no recirculan). !Si se aplican las condiciones de aire estndar y sustituimos la etapa 2 por una adicin de calor isobrica desde una fuente externa y la etapa 4 por un proceso de rechazo de calor isobrico hacia los alrededores, entonces tendremos un dispositivo que funciona bajo el ciclo Brayton ideal (figura 2), el cual est integrado por 4 procesos internamente reversibles: !1-2 Compresin isentrpica. 2-3 Adicin de calor a presin constante 3-4 Expansin isentrpica 4-1 Rechazo de calor a presin constante !!!!

Figura 1

!!Por lo tanto, el balance de energas sobre el fluido de trabajo es: ! !!!!!!!!!!Con esto, podemos analizar la eficiencia trmica del ciclo partiendo de la definicin: !!!!!Los procesos de 1-2 y 3-4 son isentrpicos, por lo que P2 = P3 y P4=P1, por lo tanto: !!!

Figura 2. Ciclo Brayton ideal!

!!!!!!!!Una vez ms, la relacin de presin del ciclo es proporcional a la eficiencia del ciclo. Una presin mayor conlleva una temperatura mayor, la cual, en la realidad es limitada por la temperatura mxima que los componentes de la turbina pueden soportar. En muchos diseos comunes de turbinas de gas la relacin de presiones vara de 11 a 16. !El modelo que nosotros presentamos es una representacin de una turbina de gas que funciona con en ciclo abierto, por lo mismo difiere de la idealizacin del ciclo Brayton, sin embargo, el ciclo es mucho ms usado de esta manera en ingeniera. Su principio bsico de funcionamiento es idntico al explicado anteriormente en el documento. !!Bibliografa: Cengel, Y., Boles, M. (2012), Termodinmica, sptima edicin, McGraw-Hill, Mxico D.F., pp 491-559.