Fundamentos de termodinámica. Ciclo de Rankine Ideal

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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE NUEVO LEÓN

INGENIERÍA EN

Fundamentos de termodinámica.

Cuestionario 1

Tema 4

Presenta: Diego Emanuel Chávez Trejo        

 Maestro: M.C. GABRIELA PALOMARES

Guadalupe, N.L.                                                       19/11/2021

Ciclo de Rankine Ideal

El ciclo de Rankine opera con vapor y normalmente se utilizan en las centrales eléctricas y termoeléctricas las cuales son las que producen gran parte de la energía eléctrica en el mundo.

El ciclo de Rankine esta compuesto por una caldera, un condensador y una bomba.

1. Comprensión isentrópica en una bomba:

• El agua entra en la bomba en el estado 1 como liquido saturado, este proceso necesita un trabajo de la bomba para que se condense isoentrópicamente, que del paso 1 al 2 la entropía del fluido se mantenga constante hasta llegar a la operación en la caldera.

1. Adición de calor a presión constante en una caldera:

• La caldera se comprime como un gran intercambiador de calor por lo que el agua entra a esta como liquido subenfriado y sale ya como vapor sobrecalentado mediante un proceso realizado a presión constante.

1. Expansión isentrópica en una turbina:

• Vapor sobrecalentado a nivel estado 3 entra a la turbina donde se expande entrópicamente produciendo trabajo al hacer girar el eje conectado a un generador eléctrico la presión y la temperatura del vapor disminuyen durante este proceso hasta lograr el estado 4.

1. Rechazo de calor a presión constante en un condensador:

• El vapor entra al condensador generalmente como vapor húmedo con alta calidad o título, en el, el vapor se condensa a presión constante gracias a que el condensador rechaza el calor hacia un medio de enfriamiento, luego el vapor sale como liquido saturado y entra en la bomba completando el ciclo.

Nosotros podemos analizar este ciclo a través de un grafico de temperatura vs entropía donde las líneas que cruzan la curva son isobaras.

En estado 1 el vapor esta con titulo 0 es decir como liquido saturado luego el vapor se expande en la bomba necesitando trabajo, esta es la evolución 1 a 2 esto se puede suponer sin transferencia de calor, es decir, adiabático, en el caso ideal no existen irreversibilidades por lo tanto tampoco tendrá cambios de entropía por lo que se puede ver como una evolución isentrópica, si hubiera divisibilidades la entropía variaría.

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