• 5. วัฏจักรกังหันก๊าซ (Gas - Turbine cycles)
  • ก๊าซร้อนที่ออกจากห้องเผาไหม้ หรือเตาปฎิกรณ์ชนิดก๊าชหล่อเย็น (Gas – cooled Reactor) สามารถนำมาใช้เป็นของเหลวในเครื่องต้นกําลังได้โดยตรง นั่นคือ โดยการขยายตัวผ่านกังหันก๊าช หรือโดยทางอ้อมโดยการให้ความร้อนของไหลทำงานในขั้นต้นก่อน เรียกว่า วัฎจักรทั้งสองนี้ว่าวัฎจักรโดยตรง และวัภจักรโดยอ้อม (Direct and lndirect cycle) ซึ่งยังแบ่งย่อยในแต่ละชนิดออกเป็นวัฎจักรเปิด และวัฎจักรปิด (open and closed cycle) ดังนี้


    รูปที่ 2.2 แผนภาพของวัฏจักรกังหันก๊าซแบบเปิดชนิดโดยตรง(Direct Open Gas-Turbine Cycle)
    (ก) เพลาเดียว และ       (ข) 2 เพลา

    5.1. วัฏจักรเปิดซนิดโดยตรง (Direct open cycle) วัฏจักรเปิดชนิดโดยตรง ดังแสดงในรูปที่ 2.2 ก๊าชเข้าเครื่องอัดอากาศที่จุด 1 ซึ่งจะถูกอัดไปที่จุด 2 จากนั้น ก๊าชเข้าสู่ห้องเผาไหม้หรือเตาปฎิกรณ์และรับความร้อนที่ความดันคงที่ (เชิงอุดมคติ) และออกที่จุด 3 แล้วขยายตัวผ่านกังหันที่จุด 4 ก๊าซไอเสียร้อนที่ออกมาจะผสมกับบรรยากาศ ด้านนอกวัฏจักร และอากาศเย็นที่บริสุทธิ์จ่ายเข้าสู่วัฏจักรที่จุด l กำลังของกังหันจ่ายให้กับเครื่องอัดอากาศ ส่วนกำลังงานใช้ประโยชน์อาจจ่ายโดยกังหัน หรือโดยการที่ก๊าซขยาย ตัวออกไปอีกในหัวฉีด ซึ่งจ่ายแรงขับ (propulsion) สู่ย่านที่ติดตั้งเครื่องต้นกำลัง เช่น เครื่องบินเจ็ต เพราะว่าวัฏจักรเป็นแบบเปิด ฉะนั้น ของไหลทำงานจึงเป็นไปได้เฉพาะอากาศเท่านั้น (บนโลก)

    5.2. วัฏจักรเปิดชนิดโดยอ้อม (Indirect open cycle) องค์ประกอบของวัฏจักรเปิดชนิดโดยอ้อม (รูปที่ 2.3) คล้ายคลึงกับของ วัฏจักรเปิดชนิดโดยตรง ยกเว้นอากาศ ซึ่งเป็นของไหลทำงานรับความร้อนจากสารหล่อเย็น (coolant) ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน วัฎจักรนี้เหมาะสำหรับใช้เมื่อต้องการป้องกันมลภาวะทางอากาศจาก การรับความร้อนโดยตรง เช่น จากเตาปฎิกรณ์นิวเคลียร์ซึ่งอาจมีรังสีถูกปล่อยกระจายสู่บรรยากาศ อย่างไรก็ตามการใช้วัฎจักรปิดเหมาะสมกับเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์มากกว่า


    รูปที่ 2.3 แผนภาพของวัฏจักรกังหันก๊าซแบบเปิดชนิดโดยอ้อม(Indirect Open Cycle)

    5.3. วัฏจักรปิดชนิดโดยตรง (Direct closed cycle) ในวัฏจักรปิดชนิดโดยตรง (รูปที่ 2.4) ก๊าซหล่อเย็น (Gas coolant) ได้รับความร้อนในเตาปฏิกรณ์ ขยายตัวผ่านกังหัน เย็นตัวลงในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และถูกอัดกลับสู่เครื่องปฏิกรณ์ ในวัฏจักรนี้นอกจากอากาศอาจใช้ก๊าซอื่นเป็นสารทำงานได้ และในสภาพทำงานปกติจะไม่มีรังสีของก๊าซ ผ่านออกสู่บรรยากาศ ระบบปิดสามารถใช้ของเหลวภายใต้สภาวะอัดตัวเป็นของไหลทำงานได้ ซึ่งทำให้ลดขนาดของเครื่องอัดลงของเหลวทำงานที่เหมาะสมมากที่สุดในกรณีนี้คือ ฮีเลียม


    รูปที่ 2.4 แผนภาพของวัฏจักรกังหันก๊าซแบบปิดชนิดโดยตรง(Direct Closed Cycle)

    5.4. วัฏจักรปิดชนิดโดยอ้อม (lndirect closed cycle) วัฏจักรปิดชนิดโดยอ้อมเป็นแบบผสมของวัฏจักรเปิดชนิดโดยอ้อมและวัฏจักรปิดชนิดโดยตรง ซึ่งเครื่องปฏิกรณ์ถูกแยกออกจากของไหลทำงานโดยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ขณะที่ก๊าซทำงานปลดปล่อยความร้อนสู่บรรยากาศผ่านทางเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเช่นกัน(รูปที่ 2.5) สารหล่อเย็นเริ่มแรกอาจเป็นน้ำโลหะเหลว หรือก๊าซ เช่น ฮีเลียม


    รูปที่ 2.5 แผนภาพของวัฏจักรกังหันก๊าซแบบปิดชนิดโดยอ้อม (lndirect Closed Cycle

    5.5. วัฏจักรเบรย์ตันอุดมคติ (The ldeaI Brayton cycle) วัฏจักรอุดมคติสำหรับการทำงานของกังหันก๊าซ คือ วัฏจักรเบรย์ตัน (Brayton cycle) ซึ่งประกอบด้วยกระบวนการแบบแอเดียแบติกย้อนกลับได้ (นั่นคือไอเซนทรอปิก) 2 กระบวนการ และกระบวนการความดันคงที่ 2 กระบวนการ (รูปที่ 2.6) โดยก๊าซถูกอัดอย่างไอเซนทรอปิก จากจุด 1เป็นจุด 2 ได้รับความร้อนที่ความดันคงที่จาก 2 เป็น 3 และแล้วขยายตัวอย่างไอเชนทรอปิกผ่านกังหันจากจุด 3 เป็น 4 การระบายความร้อนเกิดขึ้นจากจุด 4 สู่จุด 1 ซึ่งอาจเกิดขึ้นใน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (ระบบปิด) หรือในบรรยากาศเปิด (ระบบเปิด) ก็ได้


    รูปที่ 2.6 แผนภูมิ P-V และ T-s ของวัฏจักรเบรย์ตันอุดมคติ

    งานที่ทำในกังหันต่อหน่วยเวลา (กำลัง) โดยไม่คิดการเปลี่ยนแปลงของพลังงานจลน์ของก๊าซ เท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปี้ของก๊าซเอง ดังนี้

    (2.4)

    เมื่อ     = เอนธัลปีของก๊าซไหล w

               = เอนธัลปีจำเพาะ kJ/kg

              = อัตรามวลการไหลของก๊าซ kg/s

    สำหรับก๊าซ สมการ (10.1) อาจเขียนใหม่ในูรป

    (2.5)

    เมื่อ Cp ( T ) คือความร้อนจำเพาะที่ความดันคงที่ของก็าซซึ่งเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ Tอย่างไรก็ตาม เพื่อให้ง่ายขึ้นอาจสมมติให้ค่าความร้อนจำเพาะคงที่ไม่ขึ้นกับอุณหภูมิ แต่พึงระลึกไว้ว่าการวิเคราะห์ดังกล่าวน่าจะให้ค่าที่ถูกต้องเฉพาะก๊าซจำพวกอะตอมเดียวเท่านั้น เช่นฮีเลียมและอาร์กอนสำหรับก๊าซอะตอมคู่ เช่น อากาศและไนโตรเจนที่ค่าความร้อนจำเพาะ เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ และก๊าซจำพวก 3 อะตอม ความร้อนจำเพาะจะสิ่งเพิ่มขึ้นเร็วมากเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นเช่น เป็นต้น (รูปที่ 2.7 และ ตารางที่ 2.1) ค่าที่ได้จะเป็นค่าโดยประมาณเท่านั้น สำหรับ Cp ที่คงที่ สมการ (10.2) กลายเป็น

    (2.6)


    รูปที่ 2.7 ค่าต่างๆของโมลาร์ Cp ตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนของก๊าซต่างชนิดกัน

    ตารางที่ 2.1 Cp และ k สำหรับก๊าซที่ความดันต่ำ

    จากกฎของก๊าซสัมบูรณ์ สมการ (2.6) สามารถเขียนได้ในเทอมอัตราส่วนความดันที่คร่อมกังหัน ซึ่งกำหนดให้

    ซึ่งสมพันธ์กับอัตราส่วนอุณหภูมิสมบูรณ์คร่อมกังหัน ดังนี้

    (2.7)

    เมื่อ k คือ อัตราส่วนของความร้อนจําเพาะที่ความดันคงที่และอุณหภูมิคงที่

    และเพราะว่า   Cp -Cv = R

    เมื่อ R คือ ค่าคงที่ของก๊าซ ดังนั้น เมื่อให้ Cp คงที่ หมายถึง Cv และ R คงที่ด้วย สมการ (2.6) และ (2.7) สามารถนำมารวมกันได้ดังนี้

    (2.8)

    ในทำนองเดียวกัน สำหรับอัตราการทำงานของเครื่องอัดอากาศ ถ้าให้ คือ อัตราส่วน ความดันคร่อมเครื่องอัด

    และ (2.9)

    จะได้ (2.10)

    ถ้าสมมุติให้ไม่มีการสูญเสียความดันในวัฏจักรจะได้ ฉะนั้น อัตราการทำงานสุทธิของวัฏจักร กำหนดโดย

    (2.11)

    จะเห็นว่าค่าในวงเล็บใหญ่ทางขวามือของสมการ คือ ความร้อนที่ใส่เข้าไป Q W

    (2.12)

    ฉะนั้น เทอมที่ 2 คือ ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวัฏจักร ซึ่งเป็นฟังก์ชั่นของทั้ง และ k นั่นคือ

    (2.13)

    ถึงแม้ว่า สมการข้างบนเกี่ยวข้องกับก๊าซที่มีความร้อนจำเพาะคงที่ แต่พอจะนำมาประยุกต์ใช้ได้กับก๊าซทั้งหมด ส่วนประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวัฎจักรสำหรับก๊าซชนิดเดียวใด ๆ (ค่า k เหมือนกัน)เป็นฟังกชั่นเดียวของ และเพิ่มขึ้น เมื่อ เพิ่มและไม่ขึ้นกับอุณหภูมิเริ่มแรกหรืออุณหภูมิสูงสุของวัฏจักร และ (ซึ่งจะพบต่อไปว่าข้อความนี้ไม่จริงในกรณีของวัฏจักรไม่เชิงอุดมคติ) อย่างไรก็ตาม ขณะที่ เพิ่มอย่างไม่แน่นอน ที่เพิ่ม กำลังงานจำเพาะหรือกำลังต่อหน่วยอัตรามวลการไหล (และงานจำเพาะหรืองานต่อหน่วยมวลของของไหลทำงาน) จะไม่เพิ่ม และมีค่าสูงสุดที่ ที่เหมาะสมที่สุดจึ่งสามารถพิสูจนด้โดยการเขียนสมการ (2.11) ในเทอมของ และ ด้วยการใช้สมการ (2.9) โดยยังคงให้ ดังนี้

    (2.14a)

    และ (2.14b)

    เมื่อตรวจสอบสมการ (2.11) และ (2.14) แสดงว่า

    1. ถ้าให้ค่าอื่น ๆ เท่ากัน นั่นคือ ค่า และ k มีค่าเหมือนกัน งานต่อหน่วยมวลของก๊าซ คือ ฟังก์ชั่นตรงของ Cp ดังนั้น ฮีเลียมสามารผลิต ได้มากกว่าอากาศถึง 5 เท่า (ที่อุณหภูมิต่ำ Cp ของฮีเลียม และอากาศเท่ากับ 5.234 และ 1.005 kJ/kg ตามลำดับ)

    2. ถ้าให้ค่าอื่น ๆ เท่ากัน ก๊าซที่มีค่า k สูงกว่า นั่นคือ (k-1)/k สูงกว่าผลิตงานต่อหน่วยมวลของก๊าซมากกว่าก้าวที่มีค่า k ต่ำกว่า แสดงว่าฮีเลียมมีข้อได้เปรียบกว่าอากาศอีกเช่นกัน (k สำหรับอากาศลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่ม)

    3. สำหรับก๊าซชนิดเดี่ยวใด ๆ การเพิ่มขึ้นของ จากค่าที่ต่ำสุด คือ 1.0 (ซึ่งงานมีค่าเป็นศูนย์) ทำให้เทอมหนึ่งของสมการ (2.14) ลดลงขณะที่อีกเทอมหนึ่งเพิ่มขึ้น ดังนั้น งานสุทธิจะมีค่าสูงสุดที่ค่า เหมาะสมที่สุดค่าหนึ่งดังกล่าว ซึ่งสามารถแสดงในรูปของกราฟโดยวัฎจักรเชิงอุดมคติ 3 วัฏจักรในรูปที่ 2.8 ซึ่งทำงานระหว่างอุณหภูมิ และ ที่เหมือนกัน และมีความดันเข้าและออกเท่ากันเพียงแต่มีค่า ที่ต่างกัน โดยงานสุทธิในแต่ละกรณีแทน ด้วยพื้นที่ภายใต้วัฏจักร


    รูปที่ 2.8 ผลของอัตราส่วนความดันต่องานของวัฏจักรเบรย์ตันโดยค่า และ คงที่เท่ากันทุกวัฏจักร

    สำหรับอัตราส่วนความดันที่เหมาะสมที่สุดสำหรับวัฎจักรเชิงอุดมคติ สามารถหาได้จากการดิฟเฟอเรนทิเอนงานสุทธิในสมการ (2.14) เทียบกับ และให้เท่ากับศูนย์ซึ่งจะได้ค่า ออกมาโดย

    (2.15)

    และเพราะว่า (สำหรับอัตราส่วนความดันที่เท่ากัน)

    ฉะนั้น (2.16)

    และ (2.17)

    จะเห็นว่า ปริมาณ k/2(k - 1) ลดลงขณะที่ k เพิ่มขึ้น ดังนั้น อุณหภูมิเริ่มแรก และสูงสุดที่ คงที่ของวัฏจักร โดยมีอัตราส่วนความดันที่เหมาะที่สุดสำหรับก๊าชอะตอมเดี่ยว (He) โดยทั่วไปมี ค่าที่ต่ำกว่าก๊าซอะตอมคู่ (อากาศ , ) และก๊าซอะตอมคู่ก็มีค่าที่ต่ำกว่าก๊าซสามอะตอม ( ) ฉะนั้น สำหรับก๊าชอะตอมเดี่ยวอาจจะทำงาน ณ ความดันสูงสุดที่ต่ำกว่า หรือถ้าความดันในส่วน ความดันต่ำของวัฏจักรเพิ่มขึ้น (ในวัฏจักรปิด) อาจทำงานด้วยความหนาแน่นเฉลี่ยสูงขึ้น ซึ่งความ สำเร็จอันนี้ช่วยลดขนาดและมวลของโรงไฟฟ้า


    (1) ฮีเลียม

    Cp = 5.234 k = 1.659 (k - 1)/ kb = 0.3972

    จากสมการ (2.14)

    หรือ                              

    ซึ่งจะได้ค่า 2 ค่า คือ 2.22 และ 21.82

    จากสมการ (2.14 ) ค่าอัตราส่วนความดันที่เหมาะสมที่สุดนี้จะได้งานสูงสุดเท่ากับ 2113.8 kJ/kg ดังทราบแล้วว่า = 1.0 เป็นผลให้งานเท่ากับศูนย์ และค่า ที่มากที่สุดเป็นผล ให้งานเท่ากับศูนย์ด้วย โดยค่าที่เกินขึ้นไปงานจะกลายเป็นลบ ค่า ที่ทำให้งานเป็นศูนย์นี้จะทำ ให้ ฉะนั้น สำหรับฮีเลียมได้

    ซึ่งจะได้ค่า สูงสุดที่ 48.34

    (2) อากาศ

    ค่า จากสมการข้างบนได้ค่าออกมาเป็นค่าเชิงจินตนาการ แสดงว่าอากาศไม่สามารถจะ ผลิตงานขนาด 1400 kJ/kg ได้

    เปรียบเทียบกับค่าของฮีเลียม ซึ่งเท่ากับ 6.95 งานที่มากที่สุดที่ = 14.82 ที่หาจากสมการ (2.14) คือ 405.92 ซึ่งน้อยกว่า 1400 kJ/kg ที่กำหนดและน้อยกว่างาน 2113.8 kJ/kg ของฮีเลียม สำหรับค่า สูงสุดของอากาศซึ่งหาได้ในทำนองเดียวกัน คือ 220.15

    รูปที่ 2.9 แสดงผลของการคำนวณสำหรับ และ สำหรับวัฏจักรเบรย์ตันอุดมคติโดยการใช้ฮีเลียม และอากาศเป็นของไหลทำงาน โดยมีอุณหภูมิแรกเริ่มและสูงสุด และ เท่ากับในตัวอย่างที่ 10.1 จะเหนวางานจำเพาะ kJ/kg ของฮีเลียมโดยทั่วไปมีค่า มากกว่าของอากาศมาก และในทางปฏิบัตช่วงของอัตราส่วนความดันเกิดขึ้นต่ำกว่ามากด้วย อย่างไรก็ตามพึงระลึกว่าขณะที่กังหันฮีเลียมทำงานด้วยอัตราส่วนความดันโดยรวม ที่ต่ำกว่าอากาศ จำเป็นต้องมีขั้นการทำงานมากขึ้นกว่าด้วย และงานจำเพะที่ได้ขึ้นกับหน่วยโมล (หรือปริมาตรที่ P และ T ที่เหมือนกัน) นั่นคือ เท่ากับผลคูณของค่าในแกนตั้ง ในรูปที่ 2.9 กับมวลโมเลกุลของก๊าชแต่ละชนิด


    รูปที่ 2.9 กราฟแสดงกำลังงานจำเพาะและประสิทธิภาพเทียบกับอัตราส่วนความดันสำหรับ
    วัฏจักรเบรย์ตันเชิงอุดมคติทำงานด้วยฮีเลียมและอากาศ

    5.6. วัฏจักรเบรย์ตันเชิงไม่อุดมคติ (The NonideaI Brayton cycle) รูปที่ 2.10 แสดงแผนภาพ p - v และ T - s ของวัฏจักรเบรย์ตันที่คิด แรงเสียดทานของ ของไหล โดยคิดทั้งในกระบวนการอัดตัว 1 - 2 และกระบวนการขยายตัว 3 - 4 จะเห็นว่า เอนโทรปี้เพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการเชิงอุดมคติ ที่สมนัยกัน 1 - 2 และ 3 - 4 ส่วนความดันตกระหว่างการเพิ่มความร้อน (กระบวนการ 2 - 3) และการปลดปล่อยความร้อน (กระบวนการ 4 - 1)ไม่นำมาคิดในการวิเคราะห์นี้ ดังนั้น อัตราส่วนความดันของกังหันยังคงเท่ากับอัตราส่วนความดันของเครื่องอัดก่อนการวิเคราะห์นี้


    รูปที่ 2.10 แผนภาพ P-V และ T-s ของวัฏจักรเบรย์ตันเชิงอุดมคติและไม่เชิงอุดมคติ

    กระบวนการอัดตัว และขยายตัวที่คิดแรงเสียดทานของของไหล สามารถกำหนดให้เป็น กระบวนการโพลีทรอปิก และเรียกประสิทธิภาพวัฏจักรว่า ประสิทธิภาพโพลีทรอปิก ดังนี้

    = ประสิทธิภาพโพลีทรอปิกของเครื่องอัด

    (2.18)

    ถ้าสมมุติให้ความร้อนจำเพาะคงที่

    (2.19)

    เเละ = ประสิทธิภาพโพลีทรอปิกของกังหัน

    (2.20)

    และสำหรับความร้อนจําเพาะคงที่

    (2.21)

    ซึ่งทุก ๆ กรณี งานของตัวเศษน้อยกว่าเสมอ หรือประสิทธิภาพต้องน้อยกว่า 1 เสมอสำหรับกำลังสุทธิของวัฏจักร คือ = กำลังของกังหัน – กำลังของเครื่องอัด ฉะนั้น สำหรับความร้อนจำเพาะคงที่

    (2.22a)

    หรือ (2.22b)

    สมการนี้สามารถเขียนใหม่ในรูปของอุณหภูมิเริ่มแรก อุณหภูมิจำกัดของวัสดุที่เลือกใช้ และประสิทธิภาพของเครื่องอัดและกังหัน ดังนี้

    (2.22c)

    จากสมการจะเห็นว่าเทอมที่ 2 ในวงเล็บ คือ ประสิทธิภาพของวัฏจักรเชิงอุดมคติที่สมนัย กัน นั่นคือ มีอัตราส่วนความดันเท่ากัน และใช้ของไหลชนิดเดียวกันและทำนองเดียวกันวัฏจักรเชิงอุดมคติ กำลังงานจำเพาะของวัฏจักรเชิงไม่อุดมคติ, มีค่ามากที่สุด เมื่ออัตราส่วนความดันเหมาะสมที่สุด และเป็นฟังก์ชั่นตรงของความร้อนสุทธิของก๊าซที่ใช้ ส่วนความร้อนที่ใส่ให้วัฏจักร,

    (2.23)

    ฉะนั้น ประสิทธิภาพของวัฏจักรเชิงไม่อุดมคติสามารถหาได้จากการหารสมการ (2.22c) ด้วยสมการ (2.23) ถึงแม้ว่า ประสิทธิภาพของวัฏจักรเชิงอุดมคติเป็นอิสระจากอุณหภูมิของวัฏจักร (ยกเว้นอาจมีผลต่อค่า k) และเพิ่มขึ้นอย่างไม่แน่นอน ที่เพิ่มขึ้น แต่ประสิทธิภาพของวัฎจักรเชิงไม่อุดมคติกลับ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของวัฏจักรเป็นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ยังคงสมมติว่าค่าที่มากที่สุดของวัฏจักรเชิงไม่อุดมคดิ เกิดขึ้นที่อัตราส่วนความดันที่เหมาะสมที่สุดค่าหนึ่งสำหรับเซตของอุณหภูมิ และ แต่ละเซต แต่อัตราส่วนความดันที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกำลังงานจำเพาะ และสำหรับประสิทธิภาพกลับไม่เท่ากัน ฉะนั้น ในการออกแบบจำต้องเฉลี่ยค่าทั้งสองให้เหมาะสม

    สภาวะเชิงไม่อุดมคติ ยังมีผลต่อแรงเสียดทานของของไหลในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ระบบท่อ ฯลฯ ทำให้เกิดความดันตกระหว่าง 2 และ 3 (รูปที่ 2.9) และความดันที่ 4 มากกว่าที่ 1 หรืออีกนัยหนึ่งอัตราส่วนความดันคร่อม เครื่องอัด จะมีค่ามากกว่าอัตราส่วนความดันคร่อม กังหัน มาก ทั้งยังมีผลให้เกิดการสูญเสียเชิงกลในแรงเสียดทานของแบริ่ง และอุปกรณ์ช่วย อื่น ๆ การสูญเสียความร้อนจากห้องเผาไหม้ และอากาศที่ผ่านด้านนอก (Air Bypass) ในการทำความเย็นใบกังหัน

    รูปที่ 2.10 และ 2.11 แสดงผลการคำนวณสำหรับ และ ของวัฏจักรเบรย์ตันที่ใช้อากาศในการสันดาปแบบง่าย (เส้นทึบ) และของวัฏจักรดังกล่าวที่มีเครื่องรีเจนเนอร์เตอร์(เสันประ) ซึ่งจะกล่าวต่อไป สำหรับวัฏจักรแบบง่ายกำหนดด้วยข้อมูลต่อไปนี้

    จากรูปที่ 2.10 และ 2.11 จะเห็นว่าทั้ง และ แปรตาม เป็นอย่างมากฉะนั้น จึงจำเป็นต้องทำงานที่ค่า สูงเท่าที่วัสดุจะยอมให้ได้เพื่อเพิ่ม และ นอกจากนี้ยังพบว่าค่าทั้งสองแปรตาม มากด้วย ซึ่งจากรูปค่า ที่เหมาะสมที่สุดเพื่อตาม ทั้งในประสิทธิภาพ และกำลังงานจำเพาะ แต่จะเห็นว่าค่า ที่เหมาะสมของ จะน้อยกว่าของกำลังงานจำเพาะ


    รูปที่ 2.11 ประสิทธิภาพเทียบกับอัตราส่วนความดันของเครื่องอัดของวัฏจักรเบรย์ตัน
    เชิงไม่อุดมคติโดยแสดงผลของอุณหภูมิสูงสุด และรีเจนเนอเรชั่น


    รูปที่ 2.12 กำลังงานจำเพาะเทียบกับอัตราส่วนความดันของเครื่องอัดของวัฏจักรเบรย์ตัน
    เชิงไม่อุดมคติโดยแสดงผลของอุณภูมิสูงสุดและรีเจนเนอเรชั่น


    รูปที่ 2.13 โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซชนิดวัฏจักรโดยตรงขนาดกำลังผลิต 35.75 เมกะวัตต์

    รูปที่ 2.13 เป็นภาพถ่ายของชุดกังหันก๊าซชนิดเพลาเดียว วัฏจักรโดยตรง และสันดาป ด้วยอากาศแบบเปิด ซึ่งแสดงเครื่องอัดอากาศตามแกนแบบ 16 ขั้นทำงาน (stage) ห้องเผาไหม้ ห้องหนึ่งในจำนวน 10 ห้อง และกังหันแบบ 3 ขั้นทำงาน โดยมีเครื่องยนต์ดีเซลเป็นตัวติดเครื่องซึ่ง แสดงอยู่ทางซ้าย ชุดกังหันก๊าซดังรูปเป็นโรงไฟฟ้าที่สร้างโดยบริษัทเจนเนอรัลอิเล็กทริกส์ รุ่น MS 6001 มีกำลังผลิต 35.75 เมกะวัตต์ มีประสิทธิภาพ 30.50 เปอร์เซนต์ที่ความเร็วรอบ 5100 รอบ/ นาที โดยมีขนาดรวมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ไม่ได้แสดงในภาพ) ยาว 38 เมตร สูง 11 เมตร และกว้าง 8 เมตร