布雷頓循環(huán)（Brayton cycle），也被稱為焦耳循環(huán)，是一種描述熱機(jī)工作過程的熱力學(xué)循環(huán)，在燃?xì)廨啓C(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。以下從其基本原理、組成過程、效率計(jì)算以及應(yīng)用場景進(jìn)行介紹：

基本原理

基于熱力學(xué)第一定律和第二定律運(yùn)行，通過燃燒燃料產(chǎn)生高溫高壓氣體，推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)做功，將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

組成過程

1. 等熵壓縮過程：環(huán)境中的空氣被壓縮機(jī)吸入并壓縮，壓力和溫度升高。此過程中，空氣與外界無熱量交換，熵保持不變。

2. 等壓加熱過程：壓縮后的空氣進(jìn)入燃燒室，與燃料混合燃燒，釋放大量熱能。因燃燒室壓力變化極小，可視為等壓過程，空氣在該過程中吸收熱量，溫度大幅升高。

3. 等熵膨脹過程：高溫高壓氣體進(jìn)入渦輪機(jī)，推動(dòng)渦輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)外做功。此過程同樣與外界無熱量交換，熵不變，但氣體壓力和溫度降低。

4. 等壓放熱過程：做功后的廢氣排入大氣，與外界進(jìn)行熱交換，將熱量釋放到環(huán)境中，恢復(fù)到初始狀態(tài)，完成一個(gè)循環(huán)。