Ingenieria y desarrollo

Universidad Nacional de Colombia

Taller Turbina - Termodinámica Técnica 2016 - II

Prof. Alexander Gómez Mejía – Jonathan Parra Santiago

La imagen presentada a continuación corresponde a la turbina a gas LM2500 fabricada por la General Motors y empleada comúnmente en la propulsión de barcos. Este equipo es capaz de generar 25060 kW de potencia de acuerdo a las especificaciones presentadas en la tabla.

[pic 1][pic 2]

El F125 Baden-Württemberg es un nuevo tipo de fragatas que en la actualidad se encuentran en desarrollo para la Marina Alemana y cuyo costo es cercano a los 650 millones de euros por embarcación. Después de un análisis sobre los equipos que podrían ser utilizados se ha decidido implementar el modelo LM2500 en el sistema de propulsión y como ingeniero encargado del proyecto de adecuación del equipo se le ha solicitado llevar a cabo algunos análisis sobre el equipo.

1. Representar el equipo y plantear la primera ley.
2. ¿Cuál es el calor del foco caliente QC?
3. Considerando el valor del calor especifico constante determinar la temperatura de entrada del gas a la turbina
4. Realizando las asunciones que considere adecuadas determinar las pérdidas de calor hacia el ambiente.
5. Si el proceso en la turbina se llevara a cabo de forma adiabática y entregando el mismo trabajo, ¿Cuál sería la temperatura de salida T2?
6. Además del modelo original se cuenta con dos versiones mejoradas: el LM2500+ y el LM2500+G4, los cuales tienen una eficiencia térmica de 38% y 39,3%. Determine la cantidad de trabajo que entregan cada uno de estos modelos.
7. Representar el proceso en un diagrama P-v incluyendo el caso adiabático reversible.
8. Representar el proceso en un diagrama T-s incluyendo el caso adiabático reversible.
9. La grafica presentada a continuación muestra la variación de la potencia entregada como función de la temperatura ambiente para cada uno de los equipos. ¿Cómo se explica ese comportamiento?

[pic 3]

1. Calcular la entropía generada por unidad de tiempo teniendo en cuenta que la variación de la entropía del aire entre la entrada y la salida de la turbina es de 0,2011 kJ/kgK.
2. Determinar el valor de la exergía destruida por unidad de tiempo.

Fuentes de información:

General Motors Aviation: http://www.geaviation.com/marine/engines/military/lm2500/

Naval-Technology:                                                                                         http://www.naval-technology.com/projects/f125-frigate/

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