ciclo de vapor

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CICLO DE VAPOR

Ciclo de vaporCICLO ABIERTOEste ciclo fue el primero en utilizarse en forma amplia. Las locomotoras, locomviles y maquinas estacionarias en inicios de la revolucin industrial corresponden a las tpicas mquinas de vapor de ciclo abierto.

Esquema bloques de sistema de vapor abierto

Diagrama P-V de ciclo de vapor abierto

Diagrama de T-S de ciclo de vapor abierto

Este ciclo tiene como temperatura:INFERIOR(de fuente fra): Latemperatura ambienteSUPERIOR (de fuente caliente): La de la caldera (Tmax).

Diagrama T-S de ciclo de vapor abierto, incluyendociclo de Carnot correspondiente:

Ciclo de vapor de CarnotEs el ms eficiente de los que opera entre dos niveles de temperatura especificadosSITUACIONES IMPRCTICASLa transferencia de calor isotrmica hacia o desde un sistema bifsico El proceso de expansin isontrpica El proceso de compresin isentrpica Ciclo RankineEs el ciclo ideal para las plantas de potencia de vaporEL CICLO IDEAL PARA LOS CICLOS DE POTENCIA DE VAPORDESVIACIN DE LOS CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR REALES RESPECTO DE LOS IDEALIZADOSEl ciclo de potencia de vapor ideal difiere del ciclo de Rankine, debido a las irreversibilidades en diversos componentesSOBRECALENTAMIENTO DEL VAPOR A ALTURAS TEMPERATURAS El trabajo neto y la entrada de calor aumenta como resultado del sobrecalentamiento del vapor a una temperatura ms altaANLISIS DE LA SEGUNDA LEY EN CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR El ciclo de Carnot es un ciclo totalmente reversible y por ello no incluye ninguna reversibilidad. Los ciclos ideales Rankine (simple, con calentamiento o regenerativo), sin embargo, son solo internamente reversible y que pueden incluir irreversibilidades externas al sistemaCICLO DE VAPOR BINARIOEs un intento por superar algunas de las deficiencias del agua Caractersticas del fluido del trabajo Baja temperatura del punto tripleUna temperatura crtica elevada y una presin mxima seguraUna presin del condensador que no es demasiada bajaUna elevada entalpia de vaporizacinBuenas caractersticas de transferencia de calor Una curva de saturacin que asemeja a una U invertidaSer inerte, econmico, de fcil de consecucin y no toxicoCaractersticasCICLO DE POTENCIA COMBINADOS DE GAS-VAPOR

Partes Fundamentales de una central de Ciclo Combinado

IMPACTOS MEDIOAMBIENTALES DE LES CENTRALES DE CICLO COMBINADO

La utilizacin de gas natural para la generacin de electricidad ofrece ungran numero de ventajas en comparacin con el resto de tecnologas de produccin elctrica.

Ciclos de potencia de gasEn los ciclos de gas el fluido de trabajo permanece en la fase gaseosa de todo el ciclo.CICLOS TERMODINMICOS

MQUINAS TRMICASFrmulas de la Eficiencia Trmica

EL CICLO DE CARNOT Y SU VALOR EN INGENIERIAProcesos ReversiblesLa eficiencia trmica aumenta con un incremento en la temperatura promedio a la cual el calor se aade al sistema o con una disminucin en la temperatura promedio a la cual el calor se rechaza del sistema.

OTROS CICLOSAplicaciones del ciclo de vaporEjercicios Prcticos

Problema: Se representa el diagrama de flujo de una central de vapor regenerativa con recalentamiento, y en la tabla adjunta se dan los valores de las propiedades termodinmicas de todos los estados. Se considera que no hay prdidas de presin ni calor en ninguna tubera. 1. Representar un croquis realista del proceso en un diagrama T-s. 2. Calcular el caudal de las extracciones de turbina (m2, m3, m6, m7 y m8) por cada kg de vapor que pasa por caldera. 3. Determinar el rendimiento isoentrpico de la turbina de alta.

2. Caudales de las extracciones de turbina: balances en los regeneradores. Balance en el primer regenerador cerrado (purga m2): m2h2 + h16 = m2h18 + h17 m2 = (h17-h16)/(h2-h18) = 0,1073. Balance en el segundo regenerador cerrado (purga m3): m3h3 + m2h19 + h15 = (m2+m3)h20 + h16 m3 = [(h16-h15)-m2(h19-h20)]/(h3-h20) = 0,1002. Balance en el regenerador abierto (purga m6): m6h6 + (m2+m3)h21 + (1-m2-m3-m6)h13 = h14 m6 = [(h14-h13)-(m2+m3)(h21-h13)]/(h6-h13) = 0,0240. Balance en el tercer regenerador cerrado (purga m7): m7h7 + (1-m2-m3-m6)h12 = m7h22 + (1-m2-m3-m6)h13 m7 = (1-m2-m3-m6) (h13-h12)/(h7-h22) = 0,0636. Balance en el cuarto regenerador cerrado (purga m8): m8h8 + m7h23+ (1-m2-m3-m6)h11 = (m7+m8)h24 + (1-m2-m3-m6)h12 m8 = [(1-m2-m3-m6)(h12-h11)-m7(h23-h24)]/(h8-h24) = 0,0527. 3. Rendimiento isoentrpico de la turbina de alta: s4s = s1 = 6,4481 kJ/kg K, de donde (de las tablas del vapor) h4s = 2978,44 kJ/kg. ns = (h1-h4)/(h1-h4s) = (3410,30 - 3043,22)/(3410,30 - 2978,44) = 0,85.

Solucin: