Ciclo de Humphrey

El ciclo Humphrey es un ciclo termodinámico similar a los ciclos del motor de detonación por pulsos y del sistema de detonación por compresión de pulsos . Puede considerarse una modificación del ciclo Brayton en el que el proceso de adición de calor a presión constante del ciclo Brayton se reemplaza por un proceso de adición de calor a volumen constante. ^[1]

Por tanto, el ciclo ideal de Humphrey consta de cuatro procesos:

1. Compresión reversible, adiabática ( isoentrópica ) del gas entrante. Durante este paso, el gas entrante se comprime, generalmente mediante turbomáquinas . La presión de estancamiento y la temperatura aumentan debido al trabajo realizado sobre el gas por el compresor. La entropía no cambia. La presión estática y la densidad del gas aumentan.
2. Adición de calor a volumen constante. En este paso, se añade calor mientras el gas se mantiene a un volumen constante. En la mayoría de los casos, los motores de ciclo Humphrey se consideran ciclos abiertos (lo que significa que el aire fluye a través de ellos de forma continua), lo que dificulta tener un "volumen constante" durante la adición de calor. Por lo tanto, en lugar de una llama deflagrante, que se utiliza habitualmente en los ciclos Brayton (adición de calor a presión constante), el modo de combustión es detonante. Al ser detonante, la adición de calor se produce solo para un pequeño volumen de sector de premezcla (en un anillo de combustión) a un volumen constante, mientras que las secciones restantes rellenan la cámara con premezcla entrante fresca. Este método permite un flujo continuo en el sistema y, al mismo tiempo, logra el requisito de volumen pseudoconstante para el proceso de adición de calor.
3. Expansión reversible, adiabática (isentrópica) del gas. Durante este paso, el gas entrante se expande, generalmente mediante turbomáquinas . La presión y la temperatura de estancamiento disminuyen debido al trabajo extraído del gas por la turbina. La entropía no varía. La presión estática y la densidad del gas disminuyen.
4. Rechazo de calor a presión constante. En este paso, se elimina el calor del fluido de trabajo mientras el fluido permanece a presión constante. En los motores de ciclo abierto, este proceso suele representar la expulsión del gas del motor, donde se iguala rápidamente a la presión ambiental y pierde calor lentamente hacia la atmósfera, que se considera un depósito infinitamente grande para el almacenamiento de calor, con presión y temperatura constantes.