Co opisuje obieg Braytona-Joule’a?

Obieg Braytona-Joule’a jest obiegiem porównawczym turbin gazowych. Składa się on z następujących przemian:

1-2 – sprężanie adiabatyczne, bez strat czyli reprezentowane przez adiabatę odwracalną, będącą jednocześnie izentropą,

2-3 – izobaryczne dostarczenie ciepła (w układach rzeczywistych realizowane zwykle przez spalanie wewnętrzne paliwa),

3-4 – rozprężanie adiabatyczne, bez strat czyli odwracalne i jednocześnie izentropowe,

4-1 – izobaryczne chłodzenie (w układach rzeczywistych realizowane zwykle poprzez wydalenie gorącego czynnika po rozprężeniu w turbinie i zassanie zimnego powietrza z otoczenia).

Obieg rzeczywisty turbiny gazowej różni się od porównawczego występowaniem strat. Straty te to tarcie wewnętrzne w procesach sprężania i rozprężania, oraz straty ciśnienia w procesach ogrzewania i chłodzenia czynnika.

W celu podniesienia sprawności obiegu Braytona-Joule’a wprowadza się regenerację ciepła (podgrzewanie sprężonego powietrza przed komorą spalania przez gorące spaliny), międzystopniowe chłodzenie (chłodzenie powietrza między dwoma stopniami sprężarki) i/lub dwustopniowe rozprężanie z przegrzewem wtórnym. Możliwe jest również wykorzystanie ciepła spalin z punktu 4 do produkcji pary zasilającej turbinę parową (por. układ gazowo-parowy, który może osiągać sprawność rzędu 60%).