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PresentacióN De Los Ciclos De Vapor
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PresentacióN De Los Ciclos De Vapor

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ESTA ES UNA PRESENTACIÓN DE LOS CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR. SE COMIENZA CON UNA INFORMACIÓN REFERENTE A LOS DIAGRAMAS TERMODINÁMICOS MAS EMPLEADOS. LUEGO SE EXPLICAN LOS CICLOS DESDE EL CICLO DE …

ESTA ES UNA PRESENTACIÓN DE LOS CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR. SE COMIENZA CON UNA INFORMACIÓN REFERENTE A LOS DIAGRAMAS TERMODINÁMICOS MAS EMPLEADOS. LUEGO SE EXPLICAN LOS CICLOS DESDE EL CICLO DE CARNOT HASTA EL CICLO DE RANKINE EN SUS DISTINTAS CARACTERÍSTICAS

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  • 1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA” COMPLEJO ACADÉMICO EL SABINO UNIDAD CURRICULAR: TERMODINÁMICA APLICADA <ul><li>TEMA III: </li></ul><ul><li>CICLOS DE POTENCIA CON VAPOR </li></ul><ul><li>Autor: </li></ul><ul><li>Ing. Elier Alfonso Garcia Chirinos </li></ul><ul><li>C.I.: 14.227.992 </li></ul><ul><li>C.I.V.: 184.664 </li></ul><ul><li>Abril del 2008 </li></ul>
  • 2. CONTENIDO <ul><li>CONSIDERACIONES BÁSICAS </li></ul><ul><li>LOS CICLOS IDEALES </li></ul><ul><li>EL CICLO DE RANKINE </li></ul><ul><li>INFLUENCIA DE LA PRESIÓN Y LA TEMPERATURA EN EL CICLO DE RANKINE </li></ul><ul><li>DIVERGENCIAS ENTRE EL CICLO DE VAPOR REAL Y EL CICLO DE RANKINE IDEAL </li></ul><ul><li>EL CICLO DE RANKINE CON RECALENTAMIENTO </li></ul><ul><li>EL CICLO DE RANKINE REGENERATIVO </li></ul><ul><li>EL CICLO COMBINADO DE GAS - VAPOR </li></ul>
  • 3. OBJETIVOS <ul><li>Comprender porque el ciclo de Carnot de vapor no es un modelo realista para las centrales eléctricas de vapor. </li></ul><ul><li>Familiarizarse con los procesos que se llevan a cabo en el ciclo de Rankine que es el ciclo modelo de las centrales eléctricas de vapor y su diferenciación del ciclo de Rankine real.. </li></ul><ul><li>Predecir los efectos que provocan las modificaciones realizadas en un ciclo de Rankine simple. </li></ul><ul><li>Comprender el uso de los ciclos de recalentamiento y regenerativo en un ciclo de Rankine simple. </li></ul><ul><li>Efectuar operaciones que evalúen el desempeño energético de una planta de potencia de vapor, basada en el ciclo de Rankine o en un ciclo combinado de Brayton-Rankine. </li></ul>
  • 4. CONSIDERACIONES BÁSICAS <ul><li>ÁREAS DE ACTUACIÓN DE LA TERMODINÁMICA </li></ul><ul><li>Generación de potencia </li></ul><ul><li>Refrigeración. </li></ul><ul><li>CLASIFICACIONES DE LOS CICLOS SEGÚN EL ÁREA DE APLICACIÓN </li></ul><ul><li>CICLOS DE POTENCIA </li></ul><ul><li>Es el nombre que recibe un ciclo durante el cual se obliga a un fluido de trabajo a producir una cantidad neta de trabajo mecanico. </li></ul><ul><li>Cumplen su función en sistemas llamados máquinas térmicas. </li></ul><ul><li>Clasificación de los ciclos de potencia según el tipo de fluido de trabajo: </li></ul><ul><li>Clasificación de los ciclos de potencia según la manera de cómo funcionan: </li></ul><ul><li>Clasificación de los ciclos de potencia según el nivel de eficiencia que poseen: </li></ul><ul><li>Ciclos de potencia. </li></ul><ul><li>Ciclos de refrigeración. </li></ul>Ciclos de vapor Ciclos de gas. Ciclos abiertos Ciclos cerrados. Ciclo reversibles: tienen la eficiencia máxima Ciclos ideales: tienen mayor eficiencia que los reales Ciclos reales: se procura el aumento de su eficiencia.
  • 5. CONSIDERACIONES BÁSICAS <ul><li>MÁQUINAS TÉRMICAS </li></ul><ul><li>TRABAJO NETO </li></ul><ul><li>EFICIENCIA TÉRMICA </li></ul>
  • 6. CONSIDERACIONES BÁSICAS <ul><li>DIAGRAMA T - s </li></ul><ul><li>1-2: Adición de Calor </li></ul><ul><li>isobáricamente. </li></ul><ul><li>3-4: Isentrópico </li></ul><ul><li>2-3: Enfriamiento </li></ul><ul><li>Isobárico. </li></ul><ul><li>Lecturas de propiedades: </li></ul><ul><li>s 1 = 1.1 Kj/KgK </li></ul><ul><li>s 2 = 7.35 KJ/KgK </li></ul><ul><li>P 2 = 30 bar = P 3 = P 1 </li></ul><ul><li>h 2 = 3475 Kj/Kg. </li></ul><ul><li>T 1 = 90 °C </li></ul>30 bar 1 2 3 4
  • 7. CONSIDERACIONES BÁSICAS <ul><li>DIAGRAMA h - s </li></ul><ul><li>1-2: Isobárico </li></ul><ul><li>1-2’: isentrópico </li></ul><ul><li>Lecturas: </li></ul><ul><li>T 1 : 400 °C </li></ul><ul><li>s 1 = s 2 = 6.38 Kj/KgK </li></ul><ul><li>h 1 = 3100 Kj/Kg </li></ul><ul><li>P 1 = P 2 =80 bar </li></ul><ul><li>x 2 = 70% </li></ul>1 2 2’
  • 8. CONSIDERACIONES BÁSICAS <ul><li>Ecuación de la energía durante un proceso en un sistema cerrado estacionario </li></ul><ul><li>Por unidad de masa: </li></ul>
  • 9. <ul><li>ENUNCIADO DE KELVIN-PLANCK DE LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA </li></ul><ul><li>“ Es imposible que un dispositivo que opera en un ciclo reciba calor de un solo deposito y produzca una cantidad neta de trabajo” </li></ul><ul><li>Corolarios: “Ninguna máquina térmica (reversible, ideal o real) puede tener una eficiencia térmica de 100%”. </li></ul><ul><li>“ Para que una central eléctrica opere, el fluido de trabajo debe intercambiar calor con el ambiente”. </li></ul><ul><li>PRINCIPIO DEL INCREMENTO DE LA ENTROPÍA </li></ul><ul><li>Proceso general: </li></ul><ul><li>Procesos en sistemas cerrados: </li></ul><ul><li>No se genera entropía con la transferencia </li></ul><ul><li>de trabajo </li></ul><ul><li>Procesos de flujo estable continuo: </li></ul><ul><li>Proceso de flujo inestable : </li></ul>
  • 10. CONSIDERACIONES BÁSICAS <ul><li>EL CICLO DE CARNOT </li></ul><ul><li>Observaciones del ciclo de Carnot y su relación con los dispositivos cíclicos reales: </li></ul><ul><li>Es independiente del fluido de trabajo. </li></ul><ul><li>El ciclo de Carnot es el ciclo más eficiente que puede ejecutarse entre una fuente de energía térmica a temperatura T H y un sumidero a temperatura T L . (Primer principio de Carnot). </li></ul><ul><li>Las eficiencias de las máquinas térmicas reversibles que operan entre los mismos dos depósitos son las mismas. (Segundo principio de Carnot) </li></ul><ul><li>El valor real del ciclo de Carnot reside en que es el estándar contra el cual pueden compararse ciclos reales o ideales. </li></ul><ul><li>No es práctico construir una máquina que opere en un ciclo que se aproxime en gran medida al de Carnot. </li></ul>
  • 11. LOS CICLOS IDEALES <ul><li>IDEALIZACIONES </li></ul><ul><li>El ciclo no implica ninguna fricción, experimentada por el fluido de trabajo en las tuberías. </li></ul><ul><li>Todos los procesos de expansión y compresión ocurren en la forma de cuasiequilibrio. </li></ul><ul><li>Las tuberías están muy bien aisladas. </li></ul><ul><li>Se desprecian los cambios en la energía cinética y potencial en turbinas, compresores y bombas. </li></ul><ul><li>Se desprecian los cambios en la energía cinética y potencial en las calderas, condensadores y cámaras de mezclado. </li></ul>
  • 12. EL CICLO DE RANKINE <ul><li>Es el ciclo ideal de las centrales eléctricas de vapor, y funciona de manera que el fluido de trabajo cambia de fase de líquido a vapor. El fluido de trabajo generalmente es agua para el ciclo de Rankine. </li></ul><ul><li>1-2: Compresión isentrópica en una bomba. </li></ul><ul><li>2-3: Adición de calor isobárico en una caldera. </li></ul><ul><li>3-4: Expansión isentrópica en una turbina. </li></ul><ul><li>4-1: Rechazo de calor isobárico en un condensador. </li></ul><ul><li>Estados para el ciclo ideal: </li></ul><ul><li>1: Liquido saturado </li></ul><ul><li>2: Liquido comprimido </li></ul><ul><li>3: Vapor sobrecalentado </li></ul><ul><li>4: Mezcla saturada. </li></ul>
  • 13. EL CICLO DE RANKINE <ul><li>PRINCIPIO DEL CICLO DE RANKINE </li></ul>
  • 14. EL CICLO DE RANKINE <ul><li>ANÁLISIS ENERGÉTICO DEL CICLO DE RANKINE </li></ul><ul><li>El objetivo del análisis es determinar la eficiencia del ciclo. Sin embargo, para ello deben encontrarse las relaciones y las magnitudes de las interacciones de trabajo y calor necesarias: </li></ul><ul><li>Caldera: no incluye trabajo </li></ul>
  • 15. EL CICLO DE RANKINE <ul><li>Turbina: adiabática </li></ul>
  • 16. EL CICLO DE RANKINE <ul><li>Condensador: no incluye trabajo </li></ul>1
  • 17. EL CICLO DE RANKINE <ul><li>Bomba: adiabática-isentrópica </li></ul>
  • 18. EL CICLO DE RANKINE <ul><li>Dado que el proceso en la bomba es isentrópico-adiabático, se puede encontrar el cambio de entalpía recibido por el fluido a través de la relación de Gibbs Tds : </li></ul><ul><li>Como el fluido bombeado se considera isentrópico e incompresible (esto se puede observar en el diagrama T-s, al ser T 1 ≈ T 2 ; v =cte.) . </li></ul>
  • 19. EL CICLO DE RANKINE <ul><li>Ciclo completo: no hay perdidas de calor en tuberías y no existen fugas de fluido </li></ul>
  • 20. EL CICLO DE RANKINE <ul><li>Eficiencia del ciclo </li></ul><ul><li>La eficiencia térmica de un ciclo de Rankine depende solo de las propiedades termodinámicas del flujo másico del fluido de trabajo en cada estado del ciclo. Dicha eficiencia se mejora aumentando y/o disminuyendo estas entalpías. </li></ul><ul><li>La eficiencia térmica nunca puede ser mayor que 1. Esto violaría la segunda ley. La eficiencia máxima la limita Carnot. Las eficiencias de plantas eléctricas de vapor prácticas que operan basadas en el ciclo Rankine rondan el orden del 36- 40%. </li></ul>
  • 21. INFLUENCIA DE LA PRESIÓN Y LA TEMPERATURA EN EL CICLO DE RANKINE <ul><li>REDUCCIÓN DE LA PRESIÓN DEL CONDENSADOR (reducción de T L, prom ) </li></ul><ul><li>Si se reduce la presión del condensador. </li></ul><ul><li>Manteniendo el estado de entrada a la turbina (3) igual: </li></ul><ul><li>La salida neta de trabajo ( W neto ) del ciclo aumenta. El área 1-2-3-4-1 aumenta hasta el área 1’-2’-3-4’-1’. </li></ul><ul><li>Los requerimientos de entrada de calor ( Q entrada ) aumentan. Aumenta el área debajo la curva 2-3 hacia el área 2’-3. </li></ul><ul><li>El aumento del trabajo neto es mayor al aumento simultáneo de requerimiento de calor por ciclo, por lo tanto: </li></ul><ul><li>La eficiencia térmica del ciclo aumenta pero la humedad aumenta a 4’. </li></ul><ul><li>El límite de presión del condensador lo impone la a) temperatura del medio de enfriamiento, b) la alta humedad en la etapa final de la turbina, c) la entrada de aire por las tuberías. </li></ul>
  • 22. INFLUENCIA DE LA PRESIÓN Y LA TEMPERATURA EN EL CICLO DE RANKINE <ul><li>SOBRECALENTAMIENTO DEL VAPOR A ALTAS TEMPERATURAS (aumento T H, prom ) </li></ul><ul><li>Si se sobrecalienta el vapor a altas temperaturas (T3’). </li></ul><ul><li>Manteniendo las presiones del ciclo idénticas: </li></ul><ul><li>La salida neta de trabajo ( W neto ) del ciclo aumenta. El área 1-2-3-4-1 aumenta hasta el área 1-2-3’-4’-1. </li></ul><ul><li>Los requerimientos de entrada de calor ( Q entrada ) aumentan; aumenta el área debajo la curva 2-3 hacia el área 2-3’. </li></ul><ul><li>El aumento del trabajo neto es mayor al aumento simultáneo de requerimiento de calor por ciclo, por lo tanto: </li></ul><ul><li>La eficiencia térmica del ciclo aumenta conforme aumenta la temperatura indefinidamente. </li></ul><ul><li>El límite de temperatura a la que el vapor se sobrecalienta está impuesto por consideraciones metalúrgicas. </li></ul>
  • 23. INFLUENCIA DE LA PRESIÓN Y LA TEMPERATURA EN EL CICLO DE RANKINE <ul><li>INCREMENTO DE LA PRESIÓN DE LA CALDERA (aumento de T H, prom ) </li></ul><ul><li>Si se aumenta la presión de la caldera (P3’). </li></ul><ul><li>Manteniendo la presión baja y la temperatura máxima idénticas: </li></ul><ul><li>La salida neta de trabajo ( W neto ) del ciclo aumenta. El área 1-2’-3’-4’-1 se vuelve mayor que el área 1-2-3-4-1 original. </li></ul><ul><li>Los requerimientos de entrada de calor ( Q entrada ) disminuyen; disminuye el área debajo la curva 2-3 hacia el área 2’-3’. </li></ul><ul><li>El aumento del trabajo neto junto a la disminución de requerimiento de calor por ciclo, hace que: </li></ul><ul><li>La eficiencia térmica del ciclo aumenta pero la humedad aumenta a 4’. </li></ul><ul><li>El incremento de presión en la caldera está limitado por la alta humedad en la turbina. </li></ul>
  • 24. DIVERGENCIAS ENTRE EL CICLO DE VAPOR REAL Y EL CICLO DE RANKINE <ul><li>DIVERGENCIAS </li></ul><ul><li>Perdidas en las tuberías </li></ul><ul><li>Perdidas en la turbina </li></ul><ul><li>Perdidas en la bomba </li></ul><ul><li>Perdidas en el condensador. </li></ul>
  • 25. EL CICLO DE RANKINE CON RECALENTAMIENTO <ul><li>Es un ciclo ideal utilizado con frecuencia para aprovechar las ventajas de algunas de las modificaciones anteriores y lograr: </li></ul><ul><li>Aumentar la eficiencia del ciclo con el aumento de presión en la </li></ul><ul><li>caldera </li></ul><ul><li>Disminuir la humedad en las últimas etapas de la turbina hasta un valor seguro. </li></ul><ul><li>Características del ciclo: </li></ul><ul><li>El vapor se expande hasta cierta presión intermedia en la turbina y después se vuelve a calentar en la caldera </li></ul><ul><li>Utiliza una turbina de múltiples etapas: de alta presión y de baja presión. </li></ul><ul><li>Componentes del ciclo: </li></ul><ul><li>Caldera </li></ul><ul><li>Recalentador </li></ul><ul><li>Turbina de múltiples etapas </li></ul><ul><li>Bomba </li></ul><ul><li>Condensador. </li></ul>Diagrama T - s : Hay muy poca ganancia de eficiencia
  • 26. EL CICLO DE RANKINE CON RECALENTAMIENTO <ul><li>DESCRIPCIÓN DE UNA TURBINA CON ETAPAS MÚLTIPLES </li></ul>
  • 27. EL CICLO DE RANKINE CON RECALENTAMIENTO <ul><li>ANALISIS ENERGÉTICO DEL CICLO DE RANKINE CON RECALENTAMIENTO </li></ul><ul><li>El objetivo del análisis es determinar la eficiencia del ciclo. Sin embargo, para ello deben encontrarse las relaciones y las magnitudes de las interacciones de trabajo y calor necesarias: </li></ul><ul><li>Volumen de control: caldera; no incluye trabajo </li></ul><ul><li>Turbina: adiabática-isentrópica </li></ul>Q primario Q recalentador
  • 28. EL CICLO DE RANKINE CON RECALENTAMIENTO <ul><li>ANÁLISIS ENERGÉTICO DEL CICLO DE RANKINE CON RECALENTAMIENTO </li></ul><ul><li>Condensador: no incluye trabajo </li></ul><ul><li>Bomba: isentrópica-adiabática </li></ul>Q salida W bomba, entrada
  • 29. EL CICLO DE RANKINE CON RECALENTAMIENTO <ul><li>ANÁLISIS ENERGÉTICO DEL CICLO DE RANKINE CON RECALENTAMIENTO </li></ul><ul><li>Eficiencia del ciclo: </li></ul><ul><li>La eficiencia térmica del ciclo solo depende de las propiedades del flujo. </li></ul>
  • 30. EL CICLO DE RANKINE CON RECALENTAMIENTO <ul><li>RENDIMIENTO TÉRMICO. COMPARACIÓN DIAGRAMA T - s </li></ul><ul><li>Observaciones: </li></ul><ul><li>En conclusión, </li></ul><ul><li>acompañada de </li></ul>
  • 31. EL CICLO DE RANKINE REGENERATIVO PRINCIPIO DEL CICLO DE RANKINE REGENERATIVO Proceso 2-2’: irreversibilidad. Área a-2-3-b = Área c-5-4-d ← éstas áreas son congruentes. Área a-1-5-c = Área b-1’-5’-d η = (Área b-3-4-d – Área b-1’-5’-d) / Área b-3-4-d = Eficiencia de Carnot. Proceso 2-3: Regeneración ideal
  • 32. EL CICLO DE RANKINE REGENERATIVO CALENTADORES DE AGUA DE ALIMENTACIÓN Calentadores de agua de alimentación abiertos (CAA) Calentadores de agua de alimentación cerrados (CAC) <ul><li>Características de operación ideal: </li></ul><ul><li>Las presiones de las corrientes que salen del y entran al </li></ul><ul><li>calentador son idénticas, P 2 =P 3 =P 6 </li></ul><ul><li>El agua de alimentación abandona al calentador como un </li></ul><ul><li>líquido saturado a la presión de extracción, T 3 =T sat @P 6 </li></ul><ul><li>Ventajas: </li></ul><ul><li>Tienen menor costo (simplicidad), mejoran el rendimiento, </li></ul><ul><li>la disposición de regeneración es más eficiente. </li></ul><ul><li>Características de operación ideal: </li></ul><ul><li>La presión del vapor de extracción es distinta a la presión del </li></ul><ul><li>agua de alimentación, P 3 ≠P 2 , P 1 ≠P 4 </li></ul><ul><li>El agua de alimentación abandona al calentador a la temperatura </li></ul><ul><li>de saturación correspondiente a la presión de extracción, T 2 =T sat @P 3 , h 2 =h f @T 2 +v f @T 2 (P 2 [email_address] 2 ) </li></ul><ul><li>El vapor extraído sale del calentador como un liquido saturado, h 4 =h f @P 3 </li></ul><ul><li>Ventajas </li></ul><ul><li>Mejoran el rendimiento, utilizan una sola bomba por calentador. </li></ul>Agua de alimentación Vapor de extracción P 6 = P 2 = P 3 3 4 1 2 P 1 =P 2 P 3 =P 4 1 3 2 4
  • 33. EL CICLO DE RANKINE REGENERATIVO <ul><li>ANÁLISIS ENERGÉTICO DEL CICLO PARA UN CALENTADOR ABIERTO </li></ul><ul><li>El objetivo del análisis es determinar la eficiencia del ciclo. Sin embargo, para ello deben encontrarse las relaciones de masa y las magnitudes de las interacciones de trabajo y calor necesarias: </li></ul><ul><li>Turbina: balance de masa </li></ul><ul><li>Calentador abierto: no incluye trabajo-adiabático </li></ul>Estados del ciclo ideal: 1: Liquido saturado 3: liquido saturado.
  • 34. EL CICLO DE RANKINE REGENERATIVO <ul><li>Caldera: no incluye trabajo </li></ul><ul><li>Condensador: no incluye trabajo </li></ul><ul><li>Bombas: no incluye trabajo </li></ul>q ent q sal
  • 35. EL CICLO DE RANKINE REGENERATIVO <ul><li>ANÁLISIS ENERGÉTICO DEL CICLO PARA UN CALENTADOR ABIERTO </li></ul><ul><li>Eficiencia del ciclo: </li></ul><ul><li>La eficiencia térmica de un ciclo regenerativo que utiliza un regenerador abierto depende de: </li></ul><ul><li>La fracción de masa extraída de la turbina </li></ul><ul><li>Las propiedades termodinámicas del flujo. </li></ul>y 1-y 1
  • 36. EL CICLO DE RANKINE REGENERATIVO <ul><li>RENDIMIENTO TÉRMICO CON UN CALENTADOR ABIERTO. COMPARACIÓN DIAGRAMA T - s </li></ul><ul><li>(regenerativo) </li></ul><ul><li>(no regenerativo) </li></ul><ul><li>Observaciones: </li></ul><ul><li>En conclusión, </li></ul>4’ y 1-y 1
  • 37. EL CICLO DE RANKINE REGENERATIVO <ul><li>ANÁLISIS ENERGÉTICO PARA UN CALENTADOR CERRADO CONECTADO EN CASCADA HACIA ABAJO </li></ul><ul><li>Calentador cerrado: no incluye trabajo - adiabático </li></ul><ul><li>Caldera: no incluye trabajo </li></ul><ul><li>Condensador: no incluye trabajo </li></ul>y 1-y 3 4 5 6 7 8 9
  • 38. EL CICLO DE RANKINE REGENERATIVO <ul><li>ANÁLISIS ENERGÉTICO PARA UN CALENTADOR CERRADO CONECTADO EN CASCADA HACIA ABAJO </li></ul><ul><li>Eficiencia térmica: </li></ul><ul><li>La eficiencia térmica de un ciclo regenerativo que utiliza un regenerador cerrado </li></ul><ul><li>depende de: </li></ul><ul><li>La fracción de masa extraída de la turbina </li></ul><ul><li>Las propiedades termodinámicas del flujo </li></ul><ul><li>La eficiencia es menor que la de un ciclo que utiliza un calentador abierto y mayor que la de un ciclo no regenerativo. </li></ul>5 9 6 7 3 8 4 9 1-y y 1
  • 39. EL CICLO DE RANKINE REGENERATIVO <ul><li>COMPARACIÓN EN EL RENDIMIENTO TÉRMICO DE AMBOS CALENTADORES PARA LAS MISMAS CONDICIONES INICIALES DE OPERACIÓN </li></ul><ul><li>La fracción de masa del calentador abierto es menor que la que necesita el cerrado. </li></ul><ul><li>El trabajo neto del ciclo es mayor utilizando un calentador abierto que el que se obtiene con uno cerrado: </li></ul><ul><li>La entalpia de salida del agua de alimentación es mayor al utilizar un regenerador abierto . </li></ul>
  • 40. CICLOS COMBINADOS GAS-VAPOR <ul><li>CARACTERÍSTICAS DEL CICLO IDEAL </li></ul><ul><li>La energía se recupera de los gases de escape y se transfiere al vapor </li></ul><ul><li>en un intercambiador de calor que sirve como caldera </li></ul><ul><li>La cámara de combustión es isobárica; P 6 = P 7 </li></ul><ul><li>Los intercambiadores de calor son isobáricos; P 9 = P 8 , P 2 = P 3 , P 1 = P 4 </li></ul><ul><li>Se asumen las eficiencias isentrópicas o se asumen idealizaciones </li></ul><ul><li>Suposiciones de aire estándar para el ciclo de gas Brayton </li></ul><ul><li>El ciclo de vapor es el ciclo Rankine ideal simple. </li></ul>
  • 41. CICLOS COMBINADOS GAS-VAPOR <ul><li>ANÁLISIS ENERGÉTICO DE UN CICLO COMBINADO GAS-VAPOR </li></ul><ul><li>El objetivo del análisis es determinar la eficiencia del ciclo. Sin embargo, para ello deben encontrarse las relaciones y las magnitudes de las interacciones de trabajo y calor necesarias: </li></ul><ul><li>Para el ciclo de potencia de gas: </li></ul><ul><li>Suposiciones de aire estándar: el fluido es aire con c p constante </li></ul><ul><li>Intercambiador de calor: no incluye trabajo – adiabático – flujo estable </li></ul><ul><li>← relación de flujos másicos </li></ul><ul><li>m g : flujo másico de los gases por el ciclo de gas </li></ul><ul><li>m v : flujo másico de vapor por el ciclo de vapor. c p : calor específico a presión constante a temperatura ambiente. </li></ul>m v m g
  • 42. CICLOS COMBINADOS GAS-VAPOR <ul><li>Cámara de combustión: no incluye trabajo – f lujo estable </li></ul><ul><li>Condensador: no incluye trabajo – flujo estable </li></ul><ul><li>← por kilogramo de gas </li></ul><ul><li>Procesos de compresión y expansión isentropica en el ciclo de gas: </li></ul><ul><li>← relación de presiones </li></ul>
  • 43. CICLOS COMBINADOS GAS-VAPOR <ul><li>ANÁLISIS ENERGÉTICO DE UN CICLO COMBINADO – DIAGRAMA T - s </li></ul><ul><li>Eficiencia térmica del ciclo: </li></ul><ul><li>Observaciones: </li></ul><ul><li>La eficiencia térmica de un ciclo combinado depende de la cantidad de vapor que </li></ul><ul><li>pueda calentarse por cada kilogramo de gas caliente disponible. </li></ul>
  • 44. MAPA MENTAL CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR Ciclo de Carnot de vapor Ciclo de Rankine simple Ciclo de Rankine regenerativo Ciclo combinado gas-vapor Ciclo de Rankine con recalentamiento

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