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Ciclos termodinámica

Enviado por   •  16 de Octubre de 2018  •  Trabajos  •  710 Palabras (3 Páginas)  •  82 Visitas

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  1. Brayton.  Una planta de potencia de turbina de gas funciona según un ciclo de aire estándar a unas presiones extremas de 0,1 y 0.68 MPa. La temperatura de entrada al compresor es 17 °C, y la de entrada a la turbina 1.180 K. Calcúlese (a) el trabajo neto obtenido, en kJ/kg, (b) el calor suministrado, y (c) el rendimiento térmico del ciclo ideal.

[pic 1][pic 2]

[pic 3]

DATOS :

  • [pic 4]
  • Compresor : [pic 5]
  • Turbina : [pic 6]

1

2

3

4

P ( Kpa)

100

680

680

100

T (K)

290

501.48

1180

682.37

V (m3/kg)

0.8323

0.2116

0.4980

1.9584

v 1 = [pic 7]

para hallar la temperatura 2 :

Relación adiabática

[pic 8]

[pic 9]

Para hallar v2:

v 2= [pic 10]

Para hallar v3 :

v 3= [pic 11]

Para hallar la temperatura 4 :

[pic 12]

[pic 13]

Para hallar el volumen especifico 4 :

v 4 = [pic 14]

Cálculos de trabajo para:  

  • Compresor:

[pic 15]

[pic 16]

Reemplazando los datos de la tabla:

[pic 17]

[pic 18]

  • Turbina

 [pic 19][pic 20]

[pic 21]

Reemplazando los datos de la tabla:

[pic 22]

[pic 23]

  1. Trabajo neto obtenido

[pic 24]

[pic 25]

  1. Calor suministrado

[pic 26]

[pic 27]

[pic 28]

  1. Rendimiento térmico del ciclo ideal

[pic 29]

[pic 30]

  1. Rankine. La caldera de un ciclo de recalentamiento entrega el vapor a 8MPa y 500o C a la turbina de alta presión donde se expande hasta 3 MPa; se calienta nuevamente hasta 500oC y se expande en la turbina de baja hasta 20 kPa. Construya el modelo para turbinas ideales y para turbinas de 85% de eficiencia y muestre todos los resultados.

[pic 31]

DATOS :

Turbina alta presión

  • [pic 32]
  • [pic 33]
  •  [pic 34]

Turbina baja presión

  • [pic 35]
  • [pic 36]

1

2

3

4

5

6

P (Kpa)

800

300

300

20

20

800

T(K)

773

-

773

-

-

-

h[pic 37]

4058

2662.54

4083.53

251.42

[pic 38]

7.4547

7.4547

7.9265

7.9265

-

-

Interpolando para hallar  Tabla A-6  Vapor sobrecalentado [pic 39]

 = 4058 [pic 40][pic 41]

Entropia s1

 = 7.4547 [pic 42][pic 43]

hallar [pic 44]

Por tabla A5

   [pic 45][pic 46]

hallar [pic 47]

Por tabla A6

Interpolando  

 [pic 48][pic 49]

hallar [pic 50]

Por tabla A6

Interpolando  

 [pic 51][pic 52]

Para hallar h4

S4 y s3 son iguales =   [pic 53][pic 54]

[pic 55]

[pic 56]

1.0027 [pic 57]

 para hallar  [pic 58]

Por tabla

 = 251.42 [pic 59][pic 60]

[pic 61]

[pic 62]

[pic 63]

[pic 64]

[pic 65]

  1. Brayton completo. Una planta de turbina de gas de ciclo abierto se usa para generar potencia en una refinería de petróleo. La turbina opera un generador que entrega la potencia necesaria para el manejo de motores eléctricos de 2400 kW; la eficiencia mecánica y eléctrica de la instalación es 92%. Parte de los gases de escape de la turbina a 530o C se desvían para calentar un horno a razón de 2 kg/s; el resto del escape se pasa a un intercambiador de calor que se usa para precalentar el aire que sale del compresor y luego se pasan a la atmósfera a 400oC. El compresor tiene una relación de presión de 8:1 y el aire entra a 1.013 bar y 20oC. Las eficiencias isentrópicas de turbina y compresor son 0.85 y 0.92 respectivamente. Se pueden despreciar las pérdidas de calor en el intercambiador. Determine el flujo másico de aire por el compresor, la temperatura máxima del ciclo y la eficiencia térmica del mismo. Dibuje el diagrama de bloques explicativo y la gráfica T-s del ciclo.

[pic 66]

==2608.7 kw[pic 67][pic 68]

1

2

3

4

5

P kpa

101.3

810.4

810.4

810.4

101.3

T (k)

293

530.75

803

1454.6

803

V (m3/kg)

0.8301

0.1879

0.28

0.5151

2.275

[pic 69]

[pic 70]

[pic 71]

[pic 72]

[pic 73]

[pic 74]

[pic 75]

[pic 76]

[pic 77]

[pic 78]

[pic 79]

[pic 80]

[pic 81]

 (T1-T2)=293-0.92(293-530.75) = 511.73 K[pic 82][pic 83]

V2’=[pic 84]

...

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