Máquinas & Equipos Térmicos II Ejercicios

Instituto Tecnológico de los Mochis

(ITLM)

[pic 1]

 Máquinas & Equipos Térmicos II

Ejercicios

Maestro: Lugo Zúñiga Miguel Ángel

Grupo: A-73

Alumno: Palafox Pineda Luis Cesar

[pic 2]

Ejercicio 1

Considere una planta eléctrica de ciclo combinado de gas-vapor que tiene una relación de presiones del ciclo de turbina de gas es 12. El aire entra al compresor a 400 K y a la turbina a 1500 K. Los gases de combustión que salen de la turbina de gas se usan para calentar el vapor a 8 MPa a 600 °C en un intercambiador de calor. Los gases de combustión salen del intercambiador de calor a 550 K. El vapor se expande en una turbina de alta presión a una presión de 3 MPa, y se recalienta a 600 °C antes de que se expanda en la turbina de baja presión. Un calentador cerrado de agua de alimentación incorporado en el ciclo de vapor opera a una presión de 1 MPa. La presión del condensador es de 20 KPa. Suponiendo eficiencias isentrópicas de 85% en el compresor y 90% en el ciclo de turbina de gas, además de 88% en ambas turbinas del ciclo de vapor.

Determine:

a) la relación de flujos másicos de Gas a Vapor

b) la eficiencia térmica del ciclo combinado.

CICLO BRAYTON

Proceso 1

T1 = 400 K                          Pr1 = 3.81

h1 = 401 KJ/Kg

Proceso 2

    Pr2 = Pr1  = 3.81 (12) =  45.72[pic 3][pic 4]

      h2T = 810.98

       T2 = 790

 =  =         h2R = h1 +           h2R = 883.32[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

Proceso 3

T3 = 1500 K                      Pr3 = 602

h3 = 1636 KJ / Kg

Proceso 4

    Pr4 = Pr3  = 602  =  50.16[pic 9][pic 10][pic 11]

      h4T = 810.98

       T4 = 790

 =  =         h4R = h3 - (h3 – h4T)         h4R = 893.482 KJ/Kg[pic 12][pic 13][pic 14][pic 15]

Proceso 5

T5 = 550 K                       Pr5 = 11.86

h5 = 554.8 KJ/Kg

WT = (h3 – h4R) = 742.518 KJ/Kg

Wc = (h2R – h1) = 482.32 KJ/Kg

QRech = (h4R – h1) = 492.482 KJ/Kg

QSum = (h3 – h2R) = 752.68 KJ/Kg

Wneto = WT – Wc = 260.198 KJ/Kg  →

Qneto = QSum – Qrech = 260.198 KJ/Kg  →

T =  = 0.3456 = 34.56 %[pic 16][pic 17]

CICLO DE VAPOR RANKINE

Proceso 6

P6 = 8 MPa                h6 = 3642.4 KJ/Kg                                S6 = S7

T6 = 600 °C                 S6 = 7.0221

Proceso 7

S7 = 7.0221                Sg = 6.1856                Sg < S7  Recalentado

P7 = 3MPa  

H7T = 3300.55

T7 = 430.41

 =  =         h7R = h6 - (h6 – h7T)         h7R = 3341.57 KJ/Kg[pic 18][pic 19][pic 20][pic 21]

Proceso 8

P8 = 3 MPa                h8 = 3682.8 KJ/Kg

T8 = 600 °C                S8 = 7.5103                              S8 = S9

...