Termodinmica

Universidad Nacional De Trujillo 2015

TermodinmicaCiclo Rankine Ideal

Libro: FUNDAMENTOS DE TERMODINMICA TCNICA, Segunda Edicin. Michael J. Moran, Howard N. ShapiroCaptulo 8.Problema 8.1El fluido de trabajo de un ciclo Rankine ideal es vapor de agua. A la turbina entra vapor saturado a 8.0 MPa y del condensador sale lquido saturado a la presin de 0.008 MPa. La potencia neta obtenida es de 100 MW. Determnese para el ciclo:a. El rendimiento trmicob. La relacin de trabajosc. El flujo msico de vapor, en kg/hd. El Flujo de calor absorbido, Qc, por el fluido de trabajo a su paso por la caldera en Mwe. El flujo de calor cedido, Qs, por el fluido de trabajo en el condensador, en MW

Solucin:

Esquema del proceso.

Consideraciones e hiptesis:1. Cada componente de ciclo se analiza como un volumen de control en estado estacionario. Los volmenes de control se muestran en el diagrama definidos por lneas discontinuas2. Todos los procesos que realiza el fluido de trabajo son internamente reversibles.3. La turbina y la bomba funcionan adiabticamente.4. Los efectos de las energas cintica y potencial son despreciables.5. A la turbina entra vapor saturado.Anlisis: para comenzar el anlisis fijamos los estados principales en el diagrama T-s adjunto. Empezando por la entrada a la turbina, la presin es 8 MPa y el vapor es saturado, entonces de la tabla A-3, h1=2758 kj/kg y s1=5.7432kj/kg.K. El estado 2 queda determinad por p2= 0.008 MPa y por el hecho de que la entropa especifica es constante para la expansin adiabtica. Usando la tabla A-3, la calidad del estado 2 es:

El estado 3 es liquido saturado a 0.008 MPa, entonces h3=173.88kJ/kg. El estado 4 queda determinado por la presin de la caldera p4 y la entropa especifica s4=s3.

Utilizando valores de la tabla A-3

a. La potencia neta desarrollada por el ciclo es

b. La relacin de trabajo es

c. El flujo msico de vapor se obtiene a partir de la expresin de la potencia neta dado en el apartado (a). As,

d. Con la expresin para Qc del apartado (a) y los valores de entalpia especifica previamente determinados

e. Aplicando los balances de masa y energa al volumen de control que contiene el lado del vapor en el condensador

Solucin en CHEMCAD Esquema del proceso1. Abrir nuevo trabajo y guardarlo con un nombre (CicloRankineidela)

2. Seleccionar sistema de unidades

3. Seleccionar el componente

4. Seleccionar el paquete termodinmico

4. PFD

Resultados

- Calor absorbido por la caldera

- Calor Cedido en el condensador

a) Rendimiento37.15%

b) Relacin de Trabajo0.83%

c)Flujo msico3.76E+05kg/h

d) Calor Absorbido 269.16MW

en la caldera

e)Calor Cedido en el169.16MW

Condensador

Termodinmica Para IngenierosPgina 9