Цикл Брайтона (ГТУ)
**Цикл Брайтона** — идеализированный контур **газотурбинной** установки: **изэнтропическое сжатие** рабочего тела (часто воздуха), **подвод тепла** при почти **постоянном давлении** (камера сгорания или теплообменник), **изэнтропическое расширение** в **турбине**, затем **отвод тепла** при низком давлении — снова моделируется как **изобарное** охлаждение перед входом в компрессор. У **ТРД** после турбины добавляется **сопло**; **ядро** термодинамики всё равно близко к Брайтону. Страница использует **нормированную** **P–V** схему с **γ = 1,4**, сравнивает **холодно-воздушную** оценку **η ≈ 1 − r_P^{(1−γ)/γ}** и грубый **КПД по контуру** из **∮P dV** и **изобарного Q_in** — всё **учебное**, не программа расчёта цикла.
Для кого: Инженерная термодинамика после Отто/Дизеля; вводные курсы по авиационным и энергетическим установкам.
Ключевые понятия
- Цикл Брайтона
- Газовая турбина
- Степень повышения давления
- Изэнтропический компрессор
- Изобарный подвод тепла
- Ядро ТРД
- Холодно-воздушное приближение
Как это работает
Идеализированный **газотурбинный** цикл на **P–V**: **1→2** изэнтропическое **сжатие**, **2→3** изобарный **подвод тепла** (камера), **3→4** изэнтропическое **расширение** (турбина), **4→1** изобарный **отвод тепла**. Ползунки задают **P_H/P_L**, **V₁** и **V₃/V₂**. **η по контуру** = **∮P dV**, делённый на **изобарный** подвод **Q_in ≈ (γ/(γ−1)) P_H (V₃−V₂)** в согласованных **идеально-газовых** единицах (не просто **P ΔV**). Сравнивается с **холодно-воздушной** **η(r_P)**; реальный **ТРД/ГТУ** сложнее.
Основные формулы
Часто задаваемые вопросы
- Почему в простой формуле КПД растёт со степенью повышения давления?
- При идеализации выше сжатие поднимает среднюю температуру подвода тепла относительно отвода — в духе тенденции к пределу Карно; в реальности есть потери в лопатках, пределы материалов и переменная c_p.
- Где регенератор и промежуточное охлаждение?
- Не моделируются: регенерация подогревает воздух перед камерой за счёт уходящих газов; промежуточное охлаждение дробит сжатие — это меняет реальный цикл.
Ещё из «Термодинамика»
Другие симуляторы в этой категории — или все 28.
Эффект Джоуля–Томсона (дроссель)
Изэнтальпийное расширение: у идеального газа ΔT = 0; игрушечный μ_JT и инверсия для реального газа.
Изотермы ван-дер-Ваальса
Приведённые P_r, V_r, T_r; критическая точка; петля ниже T_c (равновесие Максвелла здесь не строится).
Конвекция Бенара (Рэлей)
Слой снизу греется: число Рэлей Ra и Ra_c ≈ 1708; схематичные ячейки/роллы.
Чёрное тело: спектр Планка
B_λ(λ,T); закон смещения Вина λ_max ∝ 1/T; закон Стефана–Больцмана M = σT⁴ и численное ∫πB_λ dλ.
Цикл Ранкина (пар)
T–s с паровым куполом + схематичный P–v: насос, котёл, турбина, конденсатор; ползунки x₄ и давления.
Холодильный цикл (обратный Карно)
PV как у Карно, обход наоборот; COP_R и COP_HP; T_C/T_H в K; эскиз холодильника.