Ciclo abierto de Brayton o ciclo bsico ideal de las turbinas de gas

El ciclo de Brayton es el ciclo ideal de una turbina de gas simple. Este ciclo ideal usa un proceso de combustin interna. As, se expone el esquema de una turbina de gas cuyo funcionamiento tiene lugar segn el ciclo ms sencillo posible, que se conoce con el nombre de ciclo abierto simple no regenerativo, o ciclo de Joule, o ciclo de Brayton.El ciclo de Brayton ideal se representa en la figura, en los planos Presin-Volumen (P-V), y Temperatura-Entropa (T-s). Los procesos, todos reversibles, como en cualquier ciclo ideal, que integran este ciclo, son:

1-2: Compresin adiabtica reversible (isentrpica). Se realiza en el compresor.2-3: Adicin de calor isobrica (presin constante). Combustin a presin constante. Serealiza en la cmara de combustin.3-4: Expansin adiabtica reversible (isentrpica). Se realiza en la turbina, y en ella el fluido cede trabajo.4-1: Cesin de calor isobrica (presin constante): Se realiza en la atmsfera (en el ciclo abierto).

Ciclo ideal de Brayton en los planos P-V y T-s.

En el ciclo ideal tampoco hay prdidas de presin en los conductos ni prdidas de calor por radiacin al exterior. El ciclo abierto de la turbina de gas no es estrictamente un ciclo realizado por un mismo fluido, porque el gas que evoluciona no es el mismo antes y despus de la cmara de combustin: en el proceso 1-2, la sustancia es aire; mientras que en el proceso de expansin 3-4 despus de la cmara de combustin, la sustancia es aire ms productos de combustin. Sin embargo, en las turbinas de gas la relacin de combustible/aire es pequea, lo cual justifica no slo que se estudie el ciclo de las turbinas de gas (Brayton), aunque en realidad estrictamente hablando no existe tal ciclo; sino que, en primera aproximacin, se deduzcan frmulas y se obtengan resultados, suponiendo que el gas que se expansiona en la turbina siga siendo aire; mientras que en un estudio definitivo y ms preciso, ser preciso tener en cuenta que el gas que se expansiona en la turbina es aire incrementado con los productos de la combustin.

Introduccin a las turbinas de gasUna turbina de gas es un motor trmico rotativo de flujo continuo que se caracteriza por presentar una baja relacin peso/potencia y una velocidad de giro muy elevada. Es decir, una turbina de gas es una turbomquina trmica motora.Aunque el sistema llamado turbina de gas est formado por varios elementos, se dice que es una turbomquina ya que tambin se denominan turbomquinas a aquellos sistemas energticos completos que incorporan turbomquinas entre sus componentes.En resumen se puede decir que una turbina de gas es una turbomquina pues funciona en un rgimen continuo o dinmico, basndose el intercambio de energa en el teorema de Euler. Es una turbomquina trmica debido a que el fluido de trabajo es compresible. Es motora pues el fluido cede energa a la mquina, transformando generalmente dicha energa en energa mecnica en un eje. Y en general es de combustin interna, dado que la combustin se realiza internamente en el fluido.As, se denomina turbina de gas a un motor trmico que disponga de un turbocompresor para comprimir el gas, una cmara de combustin o un intercambiador de calor con el objeto de elevar el nivel trmico y una turbina de expansin, donde se extrae energa de los gases expansionndolos. La sucesin de estados termodinmicos que se dan en una turbina de gas se denomina ciclo Brayton. La cmara de combustin es un simple conducto, atravesada continuamente por el flujo, con una prdida de presin de remanso muy pequea, que es del orden del 2 al 4 %. Se denomina turbina de gas por comparacin con la turbina de vapor, que maneja un fluido condensable. La turbina de gas es generalmente de ciclo abierto, por comunicar directamente con la atmsfera, y de combustin interna. En definitiva, generalmente recibe aire de la atmsfera y expele a ella gases de escape o humos.La figura 1 muestra un esquema tpico de funcionamiento. En este caso se trata de una turbina de un solo eje, con una turbina libre de potencia. Es decir, la turbina que extrae la potencia til est desligada de otra turbina anterior, cuyo nico cometido es mover el compresor de la mquina. Este esquema permite una flexibilidad operativa mayor que cuando la turbina de potencia est ligada al conjunto compresor/turbina. Debido a que este conjunto se comporta como una fuente de gas caliente para la turbina de potencia, se denomina generador de gas. La figura 2 muestra una vista parcial del generador de gas de doble eje de una turbina de gas industrial. En este caso el concepto de doble eje se refiere a que el generador de gas tiene dos ejes, uno dentro del otro

Figura 1: Turbina de gas de un solo eje, con una turbina libre de potencia.

Figura 2: Generador de gas de doble eje de una turbina de gas industrial.

La elevada velocidad de giro, que en funcin del tamao puede llegar a alcanzar valores de hasta 40.000 revoluciones por minuto, orienta su utilizacin a una unidad de generacin de gases con elevada entalpa que puede utilizarse para propulsin a reaccin o puede ser la encargada de accionar una turbina de potencia acoplada a un eje, en la que puede acoplarse cualquier tipo de carga. De este modo la turbina de gas est formada por dos elementos principales: El generador de gas y la unidad generadora de potencia.Las turbinas de gas orientadas a la propulsin a reaccin se implementan en la gran mayora de aviones comerciales y militares, mientras que las turbinas de gas orientadas a la generacin de trabajo en un eje tambin se han utilizado en buques, trenes, tanques, autobuses, camiones, coches, y en los compresores de los gasoductos. Pero tienen su utilizacin prioritaria como generadores de energa elctrica, bien sea para cubrir las puntas de demanda, gracias a su moderada velocidad de puesta en marcha, bien sea para utilizarlas en un ciclo combinado junto a una turbina de vapor para cubrir demandas medianas y con un elevado rendimiento, o utilizndolas con otras configuraciones de cogeneracin en las que existe un proceso de elevada necesidad de calor, de modo que el gran caudal de gases de escape, una vez aprovechado en la turbina de potencia, se utiliza para la produccin de vapor o para el secado de un determinado proceso industrial.

Breve historia de las turbinas de gasLa prehistoria de la turbina de vapor, y por lo tanto de la turbina de gas, se remonta hasta el ao 175 a.C., fecha aproximada en la que Hern de Alejandra hace ya la descripcin de la primera turbina de vapor conocida. La turbina de Hern (figura 4) consista en una esfera que poda girar libremente en torno de un eje diametral, apoyada en los extremos del mismo en dos soportes, por cuyo interior hueco entraba en la esfera el vapor producido en un caldern. El vapor sala de la esfera por dos tubos diametralmente opuesto y acodados en sentidos opuestos. La turbina de Hern, en que la transformacin de presin en velocidad tena lugar totalmente en el elemento mvil (esfera o rodete), era, en la nomenclatura moderna, una turbina pura de reaccin, o de grado de reaccin igual a 1.

Figura 4: Turbina de Hern (Eolpila).La turbina de Hern tambin es llamada Eolpila, y est considerada como la primera mquina trmica de la historia. Lamentablemente, durante mucho tiempo no fue cientficamente estudiada, sirviendo slo de juguete o entretenimiento. El nombre proviene del latn aeoli y pila traducido como baln de Eolo, en honor del dios griego del viento.Si se explica especficamente la historia de las turbinas de gas, en primer lugar se debe decir que la teora sobre la turbina de gas y las formas en que sta funciona se establecieron mucho tiempo antes de que se contara con los materiales necesarios y con los conocimientos detallados de los mecanismos de flujo para el correcto desarrollo de dichas turbinas de gas. As, los orgenes de la turbina de gas se remontan a muchos aos antes de que el desarrollo tecnolgico, tanto de materiales como de procesos industriales, permitiera su correcta implantacin. Las limitaciones esenciales provienen de las altas temperaturas de trabajo de los materiales y el correcto equilibrado y articulacin del rotor, por el elevado rgimen de giro del mismo.La primera patente de una turbina de gas la obtuvo John Barber en 1791. As, John Barber patent en 1791 el concepto de la turbina de gas bsica, an cuando result dudoso que sta se llegara a construir. Posteriormente, en Alemania en 1872, F. Stolze dise una turbina de gas que inclua un compresor de flujo axial multietapa, movido directamente por una turbina de reaccin multietapa sobre el mismo rbol, un intercambiador de calor y una cmara de combustin. Sin embargo los resultados fueron decepcionantes debido a la poca eficiencia de los componentes. Esto fue as ya que los rendimientos del compresor y la turbina, as como la temperatura del gas, eran an demasiado bajos para permitir un funcionamiento aceptable. En 1903 se construy en Francia la primera turbina de gas que funcion con xito. Constaba de compresor alternativo, cmara de combustin y turbina de impulso de dos etapas. Su rendimiento trmico era casi del 3 %. Los progresos fueron lentos.Sin embargo no se obtuvo xito en la fabricacin de una turbina de gas hasta la dcada de 1930, cuando la Brown Boveri present en 1939 en la Swiss National Exhibition la primera planta de energa con turbina de gas, la cual se puso en servicio en la estacin subterrnea de energa de Neuchatel en 1940. Se trabaj arduamente sobre la evolucin de la turbina de gas para accionar aviones, y estos trabajos estuvieron apoyados por los gobiernos, alemn y britnico. En Inglaterra Frank Whittle solicit y obtuvo su primera patente. Pidi ayuda a los rganos gubernamentales y a empresas privadas pero ambos rechazaron su proyecto. En 1936, cuando se form la Power Jets, Ltd. Whittle comenz a trabajar con ellos y en 1939, el Air Ministry firm un contrato con la Power Jets, Ltd., para fabricar el motor de avin conocido como W1. Los britnicos realizaron su primer vuelo en un avin impulsado por una turbina de gas el 15 de mayo de 1941, cuando el avin Gloucester E.28/39 se elev impulsado por el turborreactor W1.Durante la Segunda Guerra Mundial se verific que el uso de las turbinas de gas era idneo para la propulsin a reaccin, aunque el incipiente grado de desarrollo tecnolgico y las restricciones de fondos y materiales propios de una guerra impidieron una implantacin masiva. De forma paralela al desarrollo de las turbinas orientadas a la propulsin a reaccin, se fueron desarrollando las turbinas de generacin de trabajo en eje, orientadas tanto a la generacin como a la propulsin.Desde los inicios hasta la actualidad se han ido mejorando los desarrollos de turbinas de gas para mejorar los materiales, reducir la temperatura de la turbina, obtener los mejores combustibles y mejorar los componentes del ciclo. Se han obtenido mayores prestaciones, fiabilidad y economa, siendo la solucin preferida en aquellas aplicaciones de propulsin de elevada potencia y bajas relaciones peso/potencia y volumen/potencia, y en aquellas instalaciones de cogeneracin en las que se requiere un elevado caudal de gas de escape.Actualmente la turbina de gas se utiliza exclusivamente para impulsar todos los aviones comerciales nuevos y la mayora de las aeronaves de negocios. Se utiliza para generar energa elctrica, as como en los compresores de los gasoductos y se ha probado bastante en embarcaciones, trenes, automviles y camiones de carga.

CLASIFICACIN DE LAS TURBINAS DE GASSegn el modo de aportacin de energa al cicloEn funcin del ciclo de trabajo que sigue el fluido en el motor, se tienen dos tipos de turbinas de gas, y stas son: turbinas de ciclo abierto, y turbinas de ciclo cerrado.Turbinas de gas de ciclo abiertoEn las turbinas de gas de ciclo abierto, motor endotrmico que se esquematiza en la figura 5, el fluido motor es el comburente de la combustin, y la aportacin de calor es rpida ya que proviene de la combustin entre el combustible aportado y el fluido motor que es el aire. Este aire proviene de la atmsfera y en sta se descargan los gases de escape de modo que la parte final del ciclo no se realiza y se sustituye el fluido motor por aire fresco del exterior.

Figura 5: Turbina de gas de ciclo abierto.Este tipo de turbinas de gas son turbinas de combustin interna y suelen usar gas natural, o un combustible lquido de alta calidad (tpicamente fuel de petrleo (similar al combustible Diesel)) para evitar la corrosin de los labes de la turbina, aunque pueden quemar perfectamente gasolina y otros combustibles voltiles. No resulta posible con ellas usar carbn pulverizado por la erosividad de las cenizas y la presencia de azufre y otros componentes corrosivos. Sin embargo, actualmente se trabaja en desarrollar plenamente la tecnologa de gasificacin del carbn.

Turbinas de gas de ciclo cerradoEn las turbinas de gas de ciclo cerrado, motor exotrmico cuyo esquema se muestra en la figura 6, la aportacin de calor es lenta porque interviene la transferencia de calor. El fluido de trabajo circula en un circuito cerrado y no hay descarga en la atmsfera. La energa necesaria para calentar el fluido se obtendr mediante un fluido auxiliar que ceder posteriormente el calor al fluido motor mediante un sistema de intercambio (intercambiador de calor).

Figura 6: Turbina de gas de ciclo cerrado.

Se puede decir que el uso de este ciclo cerrado es una manera de emplear combustibles de baja calidad con una turbina de gas. As, en las turbinas de gas se sustituye la cmara de combustin del generador de gas, por un intercambiador de calor. En dicho intercambiador se calienta un gas limpio (Helio por ejemplo) sin entrar en contacto directo con los humos calientes de la combustin, es decir, la combustin se realiza fuera del fluido de trabajo. Se trata, pues, de un motor de combustin externa. Este gas que no sufre transformaciones qumicas durante el ciclo, es expansionado y tras enfriarse en otro cambiador de calor, es nuevamente comprimido. Este tipo de turbinas presenta la posibilidad de utilizar un fluido motor de alta densidad, y no aire, pues al no conllevar los gases de la combustin elimina el riesgo de deterioro de los labes de la turbina. Puede utilizar tambin combustibles de baja calidad, por ser un motor exotrmico (motor de combustin externa).Las turbinas de gas de este tipo las encontramos en aplicaciones en las que se aprovecha un calor residual a una elevada temperatura en el que no es posible la instalacin de una turbina de vapor, siempre que los factores volumen y peso pierdan importancia.

Segn el origen del diseo y el tipo de aplicacinTURBINAS INDUSTRIALESEn primer lugar, se puede decir que las turbinas de gas pueden ser turbinas de gas aeroderivadas y turbinas de gas industriales. As, por turbina de gas industrial se entiende aquella pensada para aplicaciones estacionarias, figura 7. Puede ser aeroderivada si es una aplicacin ms bien directa de un turborreactor como generador de gas, con las modificaciones esenciales para obtener la turbina de gas.

Figura 7: Turbina de gas industrialLas turbinas de gas industriales sin ms apelativos son diseos especficos para aplicaciones estacionarias, aunque empleen componentes (e incluso conjuntos) de motores de aviacin. Suelen reflejar la ligereza de su origen, en mayor o menor medida, pero exhiben la filosofa de diseo caracterstica de las turbinas industriales, que prima una larga vida operativa. La modificacin ms evidente suele ser unas cmaras de combustin abultadas, en lugar de las de tipo compacto de los aerorreactores.Las turbinas industriales pesadas reflejan una filosofa totalmente distinta. Al margen de que algunos componentes sean de origen aeronutico, se trata de un diseo concebido para dar una gran fiabilidad y largo tiempo entre revisiones totales (overhauls o puestas a cero). Las carcasas y ejes son de gran espesor. Suelen construirse para grandes tamaos, 100 a 300 MW (o incluso hasta 480 MW (modelo con ms potencia de General Electric Power Systems)), aunque hay excepciones. La filosofa de la revisin total de las turbinas industriales pesadas es muy distinta de la de las ligeras. En lugar de realizarse in situ se realiza en los talleres del fabricante. El cliente recibe una turbina con cero horas de funcionamiento en lugar de la que anteriormente tena, y con plenas garantas. De esta manera el tiempo de parada de la central es mnimo.

Grandes turbinas de gas (turbinas de gas industriales pesadasSon unidades grandes de generacin de potencia (desde una potencia de 3 MW a 480 MW). Si tienen una configuracin de ciclo simple, pueden alcanzar rendimientos del 30 % al 46 %. Un ejemplo de este tipo se puede ver en la figura 8.

Figura 8: Turbinas de gas industriales pesadas

Turbinas de gas aeroderivadasSon unidades de generacin de potencia que tienen su origen en motores de aviacin, en los cuales se ha quitado el fan y se han aadido etapas de turbina. Poseen un rango de potencias de 2,5 MW a 50 MW, y rendimientos entre el 35 % y el 45 %. Un ejemplo de este tipo se puede ver en la figura 9.

Figura 9: Turbina de gas aeroderivada

Turbinas de gas pequeasTienen potencias de 0,5 MW a 2,5 MW. Suelen tener compresores centrfugos y turbinas radiales. Tienen rendimientos bajos, del 15 % al 25 %. Un ejemplo de este tipo se puede ver en la figura 11.

Figura 11: Turbinas de gas pequeas

Segn las disposiciones mecnicasEn las aplicaciones areas se utilizan disposiciones mecnicas que son distintas a las aplicaciones industriales. Pero de modo simplificado, presentan un difusor que adecua el flujo de aire al interior de la turbina, un compresor, una turbina de accionamiento del compresor y una tobera que acomoda la velocidad de salida de los gases de escape para conseguir una propulsin adecuada. En las aplicaciones industriales, donde se debe obtener la potencia en un eje, es decir, potencia mecnica, existen mltiples disposiciones, y as encontramos, en funcin del acoplamiento entre la turbina de potencia y el generador de gas: turbinas de un solo eje; y turbinas de doble eje o eje partido, con unidad generadora de gases simple o compuesta.Turbinas de gas de un solo ejeSon turbinas de gas en las que slo hay un compresor y una turbina, que forzosamente girarn a la misma velocidad, y no ser otra que la del eje de obtencin de potencia mecnica, donde ir conectada la carga. Es un montaje adecuado para el accionamiento de alternadores, ya que tienen una buena adaptacin a las variaciones de carga y mantiene fcilmente la frecuencia de giro. Estas unidades se utilizan normalmente para aplicaciones donde no es necesaria una variacin de la velocidad significativa. As, en este tipo de turbinas monoeje, cuando actan para la generacin y produccin elctrica; el compresor, la turbina y el generador elctrico, estn todos unidos en el mismo eje girando de forma solidaria. Su velocidad de giro suele estar en 3000 rpm para ajustarse a los 50 Hz de la red elctrica. En la turbina monoeje, el compresor y la turbina funcionan a la misma velocidad de giro. Cuando se precise una disminucin en la velocidad de giro del eje de salida, el caudal de aire disminuir, as como la presin de salida del compresor y, en consecuencia, la potencia y el par motor. Cuando se trate de accionar un alternador, para lo que se requiere una velocidad de giro en el eje constante, se mantendr constante el caudal de aire y se podra regular la potencia desarrollada modificando nicamente la inyeccin de combustible en la cmara de combustin sin que vare la velocidad de giro del rotor. La variacin de la cantidad de combustible inyectado con caudal de aire sensiblemente constante modifica la temperatura de entrada a la turbina y, consecuentemente, el rendimiento de la mquina. En la figura 13 se puede ver un esquema de este tipo de turbina de gas.

Figura 13: Turbina de gas de un solo eje y de ciclo abierto

Turbinas de gas de eje partido o de doble ejeSon turbinas de gas en las que se pueden distinguir, en la misma turbina de gas, dos unidades, la generadora de gas que est formada por un compresor, las correspondientes cmaras de combustin, y una turbina que simplemente extraer la potencia necesaria para mover el compresor. La otra unidad es la de potencia, que formada por otra turbina de expansin, finalizar dicho proceso de los gases obteniendo la potencia til del motor, y que transmitir mediante un eje independiente del de la unidad generadora de gases. En la figura 14 se puede ver un esquema de este tipo de turbina de gas.

Figura 14: Turbina de gas de eje partidoLa unidad generadora de gas no es ms que una turbina de un solo eje que obtiene menos potencia. A la turbina de expansin de la unidad generadora de gases se le llama de alta presin, porque es la que recibe los gases con la presin ms elevada del ciclo. La otra turbina es la de baja presin, aunque es la que obtendr la mayor parte de la potencia. Estas caractersticas permiten que la turbina de potencia pueda funcionar en una amplia gama de velocidades y hace que estas turbinas de gas de doble eje sean ideales para aplicaciones de velocidad variable. Por lo tanto, este esquema permite una flexibilidad operativa mayor que cuando la turbina de potencia est ligada al conjunto compresor/turbina. As, este tipo de turbinas de gas multieje se usa en turbinas aeroderivadas y de pequea potencia ya que tiene buen comportamiento frente a variaciones de carga. Adems, este montaje es adecuado para el accionamiento directo de maquinaria, ya que al girar la turbina de potencia a una velocidad inferior a la del generador de gases, permite reducir el tamao del reductor de velocidad e incluso prescindir de l.En la turbina de dos ejes, la velocidad de giro del compresor es independiente de la velocidad de giro de la turbina de potencia. Cuando se necesite una velocidad de giro del eje de salida menor, el compresor puede seguir girando a alta velocidad, poniendo a disposicin de la turbina de potencia un caudal de gases, incluso, a mayor presin. Este tipo de mquinas es especialmente apto para aquellos casos en que se requiera un aumento del par motor a un reducido nmero de revoluciones.

Generador de gases de doble cuerpoCOMBUSTIBLES UTILIZADOS EN TURBINAS DE GASLa turbina de gas es una planta de potencia que produce gran cantidad de energa con poco peso y tamao. Puede funcionar con una gran variedad de combustibles: Gas Natural, Diesel, Naphta, Metano, gasleos vaporizados, gases de biomasa. As mismo, ha tenido un gran crecimiento en su utilizacin en los ltimos aos, debido a una importante mejora de los materiales, y de la refrigeracin; con lo que se ha conseguido un incremento de las temperaturas y de las relaciones de compresin. Por lo tanto, ha habido un aumento del rendimiento del motor desde valores de apenas el 15 % hasta valores cercanos al 40 %.Tpicamente los combustibles son hidrocarburos lquidos o gaseosos, aunque ha habido numerosos intentos de operar con polvo de carbn y otros slidos. Entre los hidrocarburos lquidos se pueden citar los gasoils y dieseloils, fuel oils, kerosene y nafta, y entre los gaseosos el gas natural y el gas licuado, y otros gases de proceso. Las turbinas aeronuticas operan exclusivamente con combustibles lquidos de muy precisa especificacin, particularmente el JP-1, Jet A-1 o Avtur (un kerosene de bajo punto de congelamiento), el JP-4, Jet B o Avtag (un kerosene de ms amplio rango de destilacin que el anterior) y el Jet A (versin similar al Jet A-1). Las Figuras ilustran las especificaciones de combustibles para estas turbinas, civiles y militares:

Especificaciones de kerosenes para uso civil

Especificaciones de kerosenes para uso militarLas turbinas marinas y terrestres normalmente funcionan con combustibles de menor costo, y especificacionesmenos rgidas. La figura 8.4 ilustra algunas especificaciones tpicas:ESPECIFICACIONES TIPICAS DE COMBUSTIBLES PARA TURBINAS DE GAS

Diesel Oil: Viscosidad mnima: 35-45 SSU a 100 F Cenizas: 0.01% en peso, mx. Azufre: 0.7% en peso, mx. Corrosin: 3, mx Neutralizacin: 0.5, mx Destilacin: 10% mx. a 460 F85% mx a 675 F Punto de escurrimiento: +5 C en verano, -5 C en invierno

Petrleo Crudo Calcio: 10 ppm mx. Plomo: 5 ppm mx. Sodio ms Potasio: 5-10 ppm mx. Vanadio: 2 ppm mx.

Fuel Oil Pesado (FOP Cenizas total: 0.03% en peso, mx. Plomo: 5 ppm mx. Calcio: 10 ppm mx. Sodio ms Potasio: 5-10 ppm mx. Vanadio: 2 ppm mx. Viscosidad a 100 F: 1.8 cSt mx

Nafta Viscosidad a 100 F: 0.5 cSt mnimo.

Gas Slidos: 30 ppm mx., de no ms de 10 Azufre: 30 ppm mx. Alcalis: 50 ppm mx. Agua: 0.25% de sobresaturacin, mx. Condensables: nada por encima de 20 F PCI: 300-5000 BTU/ft3 (2670-44500 kcal/m3 ) Rango de inflamabilidad: 2.2 mnimo

Rendimiento trmico del ciclo de Brayton

Aplicando el primer principio de la termodinmica para ciclos, y la definicin de rendimiento para ciclos reversibles.

El rendimiento trmico o eficiencia de un ciclo ideal de Brayton es:

Siendo r = P2/P1 la relacin de compresin del compresor (es igual a la relacin de expansin de la turbina, r = P3/P4), que es igual al cociente entre la presin al final del proceso de compresin y al inicio de l. Adems, es el cociente entre los calores especficos a presin constante y a volumen constante del gas (normalmente aire) circulante por el ciclo.

De este resultado se pueden extraer varias conclusiones:

El rendimiento trmico o eficiencia del ciclo ideal aumenta constantemente al aumentar la relacin de compresin, r, o lo que es lo mismo, para una temperatura determinada T1 del medio ambiente, el rendimiento del ciclo ideal aumenta al aumentar la temperatura de salida del aire del compresor, T2. El rendimiento trmico o eficiencia del ciclo ideal slo depende de la relacin de compresin, y en particular no depende de la temperatura T3 ms alta del ciclo, que es la temperatura de entrada del gas en la turbina. El rendimiento trmico o eficiencia del ciclo terico aumenta si se aumenta el cociente de calores especficos del fluido motor ().

Teniendo en cuenta para el fluido de trabajo (aproximadamente aire) una relacin de calores especficos, , aproximadamente de 1,4; se puede observar en la figura la variacin del rendimiento trmico o eficiencia de un ciclo ideal Brayton (de una turbina de gas ideal) con respecto a la relacin de compresin, r.

Variacin del rendimiento trmico o eficiencia de un ciclo ideal Brayton con respecto a la relacin de compresin, r