O que é o Ciclo Ericsson – Teoria e Eficiência – Definição

Ciclo Ericsson

O ciclo da Ericsson é nomeado em homenagem ao inventor sueco-americano John Ericsson , que projetou e construiu muitos motores térmicos exclusivos com base em vários ciclos termodinâmicos. Ele é creditado por ter inventado dois ciclos únicos de motores térmicos e pelo desenvolvimento de motores práticos com base nesses ciclos.

Seu primeiro ciclo termodinâmico “ o primeiro ciclo da Ericsson ” agora é chamado de “ ciclo de Brayton ”; na verdade, é o ciclo de Brayton fechado, que é comumente aplicado aos modernos motores de turbina a gás de ciclo fechado.

O segundo ciclo da Ericsson é o que agora é chamado de ciclo da Ericsson. O segundo ciclo da Ericsson é semelhante ao ciclo de Brayton, mas usa calor externo e incorpora o uso múltiplo de um inter – resfriamento e reaquecimento . De fato, é como um ciclo de Brayton com um número infinito de estágios de reaquecimento e intercooler no ciclo. Comparado ao ciclo de Brayton, que usa compressão e expansão adiabática , um ciclo Ericsson ideal consiste em processos de expansão e compressão isotérmicos , combinados com a regeneração de calor isobárico entre eles. A aplicação de inter-resfriamento, regeneração de calor e combustão sequencial aumenta significativamenteeficiência térmica de uma turbina, de fato, a eficiência térmica do ciclo ideal da Ericsson é igual à eficiência de Carnot .

Assume-se (no caso ideal) que cada permutador de calor regressar o fluido de trabalho à temperatura ambiente T ₁ e cada um reaquecedor aquece o fluido de trabalho à temperatura de T ₃ . O regenerador é 100% eficiente e permite que a entrada de calor do processo 2 → 3 seja obtida do calor rejeitado no processo 4 → 1 . Como não há necessidade de transferência de calor (Q _add ) no processo 2 → 3, todo o calor adicionado externamente ocorreria nos reaquecedores e todo o calor rejeitado para o ambiente ocorreria nos intercoolers. Como pode ser visto na figura, nesse caso todo o calor adicionado ocorreria quando o fluido de trabalho estivesse na temperatura mais alta , T ₃E todo o calor rejeitado teria lugar quando o fluido de trabalho está no seu menor temperatura , T ₁ . Como se presume que as irreversibilidades estão ausentes e todo o calor é fornecido e rejeitado isotérmica , a eficiência térmica de um ciclo Ericsson ideal pode ser calculada a partir destas temperaturas:

Onde:

• η _Carnot  é a eficiência do ciclo de Carnot, ie é a proporção = W / Q _H do trabalho realizado pelo motor com a energia de calor que entra no sistema a partir do reservatório quente.
• T _C é a temperatura absoluta (Kelvins) do reservatório frio,
• T _H é a temperatura absoluta (Kelvin) do reservatório quente.

Embora os processos termodinâmicas do ciclo Ericsson diferem daqueles do ciclo de Carnot, ambos os ciclos de ter o mesmo valor de eficiência térmica quando operando entre as temperaturas T _H e T _C .