Rankine Problemas Resueltos-1

 

 

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CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR Y COMBINADOS A continuación, se consideran los ciclos de potencia de vapor  durante  durante los cuales el fluido de trabajo se evapora y condensa alternadamente. La continua búsqueda de eficiencias térmicas más altas ha producido algunas innovaciones en el ciclo básico de potencia de vapor. Entre ellas, se estudian los ciclos de recalentamiento y regenerativo, regenerativo, así como los de binarios   y ciclos combinados  combinados  potencia que se componen de dos ciclos independientes conocidos como ciclos binarios donde el calor rechazado por un fluido se emplea como la entrada de calor para el otro fluido que opera a una temperatura inferior. El vapor es el fluido de trabajo más empleado en los ciclos de potencia de vapor gracias a sus numerosas ventajas, como bajo costo, disponibilidad y alta entalpía de vaporización. Las plantas de potencia de vapor se conocen como centrales carboeléctricas , centrales nucleoeléctricas  nucleoeléctricas  o centrales eléctricas de gas natural , según el tipo de combustible empleado para suministrar el calor al vapor. Pero el vapor sigue el mismo ciclo básico en todas ellas. Por tanto, todas pueden analizarse de la misma manera.

Figura 5.1 Componentes de una Planta de Potencia de vapor.

 

 

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CICLO RANKINE EL CICLO IDEAL PARA LOS CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR Se muestra de manera esquemática en un diagrama T-s en T-s en la figura 5.2, el ciclo que resulta ser el ciclo Rankine, que es el ciclo ideal para las plantas de potencia de vapor. El ciclo ideal Rankine no incluye ninguna irreversibilidad interna y está compuesto por los siguientes cuatro procesos:

Figura 5.2 El ciclo ideal Rankine.

1-2  Expansión isentrópica en una turbina. 2-3

Rechazo de calor a p=constante  p=constante en  en un condensador.

3-4

Compresión isentrópica en una bomba.

4-1

Adición de calor a p=constante  p=constante en  en una caldera.

El agua entra a la bomba en bomba en el estado 3 como líquido saturado y se le aplica una compresión isentrópica hasta la presión de operación de la caldera. La temperatura del agua aumenta un poco durante este proceso de compresión isentrópica debido a una ligera disminución en el volumen específico del agua. caldera como  como un líquido comprimido en el estado 4 y sale como vapor sobrecalentado en el El agua entra a la caldera estado 1. La caldera es un gran intercambiador de calor donde el calor que se origina en los gases de combustión, reactores nucleares u otras fuentes se transfiere al agua a presión constante. La caldera, con la sección donde el calor se sobrecalienta (el sobrecalentador), recibe el nombre de generador de vapor .  turbina  donde se expande isentrópicamente y produce El vapor sobrecalentado en el estado 1  entra a la turbina  trabajo al hacer girar el eje conectado a un generador eléctrico. La presión y la temperatura del vapor disminuye durante este proceso hasta los valores en el estado 2, donde el vapor entra al condensador . En este estado, el vapor suele ser una mezcla saturada líquido-vapor con una calidad alta. El vapor se condensa a presión constante en el condensador, el cual es un intercambiador de calor, que rechaza calor hacia un medio de enfriamiento como un lago, un río o la atmósfera. El vapor abandona el condensador como líquido saturado y entra a la bomba, lo cual completa el ciclo.

 

 

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Figura 5.3 Partes principales de un ciclo Rankine

ANÁLISIS DE ENERGÍA DEL CICLO IDEAL RANKINE Los componentes asociados con el ciclo Rankine (bomba, caldera, turbina y condensador) son dispositivos de flujo permanente; por ello es posible analizar los cuatro procesos que conforman el ciclo Rankine como procesos de flujo permanente. Los cambios en la energía cinética y potencial del vapor suelen ser pequeños respecto de los términos de trabajo y de transferencia de calor y, por consiguiente, casi siempre se ignoran. De ese modo, la ecuación de energía de flujo permanente por permanente por unidad de masa de vapor se reduce a la ecuación:

q − w  =  hent  −  hsal   

en

(kJ/kg kJ/kg))

La caldera y el condensador no incluyen ningún trabajo, y se supone que la bomba y la turbina serán isentrópicas. En ese caso la relación de la conservación de la energía para cada dispositivo se expresa como sigue: Bomba (q (q =0): =0):

w bomba ,ent 

o, también,

w bomba ,ent  =  v ( P 4

=  

 h4

−

h3   −

P 3 )  

v

≅ 

donde h3  = h f  a  P 3  

y

Caldera ( w    = 0) :

qent  =   h1 −  h4  

Turbina (q 

w turb ,ent  =   h1 − h2  

=

0) :

Condensador ( w    = 0)  

q sal 

v3

=

v  f   a P 3  

h   h3  

=  2 −

La eficiencia térmica del térmica del ciclo Rankine se determina determ ina a partir de

 

 

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η tt 

=

w neto qent 

=

1−

qsal  qent 

 

donde

w neta

=

qent  − qsal   = w turb , sal   − w bomba , ent   

En Estados Unidos la eficiencia de conversión de las centrales de potencia suele expresarse en términos de la relación térmica, que es la cantidad de calor suministrada, en Btu, para generar 1 kWh de electricidad. Cuanto menor es la relación térmica, tanto más grande será la eficiencia. Si se considera que 1 kWh= 3412 Btu, la relación entre la relación térmica y la eficiencia térmica se expresa como

3412 ( Btu / kWh) η t    =

Re lación de calor  ( Btu / kWh)

 

Por ejemplo, una relación térmica de 11,363 Btu/kWh es equivalente a una eficiencia térmica de 30 por ciento.

DESVIACIÓN DE LOS CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR REALES RESPECTO DE LOS IDEALIZADOS. El ciclo de potencia de vapor real difiere del ciclo ideal Rankine, como se ilustra en la figura 5.4, debido a las irreversibilidades en diversos componentes. La fricción del fluido y las pérdidas de calor indeseables hacia los alrededores son las dos fuentes más comunes de irreversibilidades. irr eversibilidades. La  fricción del fluido fluido   ocasiona caídas de presión en la caldera, el condensador y las tuberías entre diversos componentes. Como consecuencia, el vapor sale de la caldera a una presión un poco menor. Además, la presión en la entrada de la turbina es un poco menor que la de la salida de la caldera debido a la caída de presión en los tubos conectores. La caída de presión en el condensador usualmente es muy pequeña. Para compensar estas caídas de presión, el agua debe bombearse a una presión más alta que la que el ciclo ideal requiere. Para ello es necesario una bomba más grande y una entrada de trabajo superior a la bomba. La otra fuente de irreversibilidad es la  pérdida térmica térmica del  del vapor hacia los alrededores cuando este fluye por varios componentes. Para mantener el mismo nivel de salida neta de trabajo, es necesario transferir más calor al vapor que está en la caldera para compensar esas pérdidas térmicas indeseables. Como consecuencia, la eficiencia del ciclo disminuye. De particular importancia son las irreversibilidades que suceden dentro de la bomba y la turbina. Una bomba requiere una entrada de trabajo mayor, y una turbina produce una salida de trabajo más pequeña como consecuencia de las irreversibilidades. En condiciones ideales, el flujo por estos dispositivos es isentrópico. La desviación de las bombas y turbinas reales de las isentrópicas se compensa ex exactamente actamente empleando eficiencias adiabáticas,, definidas como adiabáticas

 

 

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Figura 5.4 Desviación del ciclo real de potencia de vapor del ciclo ideal Rankine.

η b

=

η t 

=

w s w r  w r  w s

=

=

h4 s

−

h3

h4

−

h3

h1 − h2 h1 − h2 s

 

 

donde los estados 4 y 2 son los estados de salida reales de la bomba y la turbina respectivamente, y 4s y 2s 2s son  son los estados correspondientes para el caso isentrópico (figura 5.5). 5.5 ).

Figura 5.5

 

 

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Ejemplo Una planta eléctrica de vapor opera en el ciclo que se muestra en la figura 5.6. Si la eficiencia adiabática de la turbina es 87% y la eficiencia adiabática de la bomba 85%, determine, a) la eficiencia térmica del ciclo, y b) la salida neta de potencia de la planta para una relación de flujo de masa de 15 kg/seg.

Figura 5.6 Dibujo esquemático y diagrama T – s para el ejemplo anterior.

¿CÓMO INCREMENTAR LA EFICIENCIA DEL CICLO CICL O RANKINE? Las plantas de potencia de vapor producen la mayor parte de la energía eléctrica en el mundo, e incluso pequeños aumentos en la eficiencia térmica significan grandes ahorros en los requerimientos de combustible. En consecuencia, es válido cualquier esfuerzo para mejorar la eficiencia del ciclo en el cual funcionan las centrales de potencia de vapor. La idea básica detrás de todas las modificaciones para incrementar la eficiencia térmica de un ciclo de potencia es la misma:  Aumentar la temperatura promedio a la cual el calor se transfiere al fluido de trabajo en la caldera, o disminuir la temperatura promedio a la cual el calor se rechaza del fluido de trabajo en el condensador.   condensador.

1

Reducción de la presión del condensador (Disminución de T baja , prom )

El vapor existe como una mezcla saturada en el condensador a la temperatura de saturación correspondiente a la presión dentro del condensador. Por consiguiente, la reducción de la presión de operación del condensador reduce automáticamente la temperatura del vapor y, en consecuencia, la temperatura a la cual el calor se rechaza.

 

 

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Figura 5.7 El efecto de reducir la presión del condensador en el ciclo ideal Rankine.

La reducción de la presión del condensador no deja de tener efectos colaterales. Por un lado, origina el problema de las filtraciones de aire dentro del condensador. Pero más importante aún, es que incrementa el contenido de de grandes humedad del vaporde en humedad las etapasesfinales de la turbina, puede verse aenque la figura 5.7. La presencia cantidades inconveniente en lascomo turbinas, debido disminuye la eficiencia de éstas, y erosiona sus álabes.

2 

Sobrecalentamiento del vapor a altas temperaturas (Aumento de T alta , prom )

Es posible elevar la temperatura promedio a la cual se añade calor al vapor sin aumentar la presión de la caldera, y es con el e l sobrecalentamiento del vapor a altas temperaturas. El efecto del sobrecalentamiento en el rendimiento de los ciclos de potencia del vapor se ilustra en el diagrama T – s en la figura 5.8.

Figura 5.8 El efecto de sobrecalentar el vapor hasta temperaturas elevadas en el ciclo ideal Rankine.

 

 

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El sobrecalentamiento del vapor a temperaturas más altas tiene otro efecto muy conveniente: disminuye el contenido de humedad del vapor a la salida de la turbina, como puede verse a partir del diagrama T-s (la calidad del estado 4' es más alta que la del estado 4). La temperatura a la cual el vapor se sobrecalienta está limitada por consideraciones metalúrgicas. En la actualidad la temperatura de vapor más alta permisible en la entrada de la turbina es de aproximadamente 620°C (1150°F). Cualquier aumento en este valor depende del mejoramiento de los materiales actuales o del descubrimiento de otros nuevos que puedan soportar temperaturas más altas. Las cerámicas son muy promisorias en este aspecto.

3

Incremento de la presión de la caldera (Aumento de T alta , prom )

Otra manera de aumentar la temperatura promedio durante el proceso de adición de calor es incrementar la presión de operación de la caldera, lo cual eleva automáticamente la temperatura a la cual sucede la ebullición. Lo que, a su vez, incrementa la temperatura promedio a la cual se añade calor al vapor y de ese modo incrementa la eficiencia térmica del ciclo. El efecto de aumentar la presión de la caldera en el rendimiento de los ciclos de potencia de vapor se ilustra en un diagrama T-s en T-s en la figura 5.9.

Figura 5.9 El efecto de incrementar la presión de la caldera en el ciclo ideal Rankine.

 

 

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EL CICLO IDEAL RANKINE DE RECALENTAMIENTO. ¿Cómo es posible aprovechar las mayores eficiencias a presiones más altas de la caldera sin tener el problema de humedad excesiva en las etapas finales de la turbina? Se pueden tomar en cuenta cue nta dos posibilidades: 1  Sobrecalentar el vapor a temperaturas muy altas antes de que entre a la turbina. Solución deseable, porque la temperatura promedio a la cual se añade el calor también se incrementaría, lo que aumentaría la eficiencia del ciclo. Sin embargo, no es una solución viable pues requerirá elevar la temperatura del vapor hasta niveles metalúrgicamente inseguros. 2  Expandir el vapor en la turbina en dos etapas y recalentarlo entre ellas. En otras palabras, modificar el ciclo ideal Rankine simple con un proceso de recalentamiento. El recalentamiento es una solución práctica al problema de humedad excesiva en turbinas y con frecuencia se recurre a él en las centrales de potencia de vapor modernas. El diagrama T-s T-s   del ciclo Rankine de recalentamiento ideal y el diagrama esquemático de la central eléctrica que operan en este ciclo se muestran en la figura 5.10.

Rankine con recalentamiento. Figura 5.10 El ciclo ideal Rankine

El ciclo ideal Rankine de recalentamiento difiere del ciclo ideal Rankine simple en que el proceso de expansión sucede en dos etapas. En la primera (la turbina de alta presión), el vapor se expande isentrópicamente hasta una presión intermedia y se regresa a la caldera donde se recalienta a presión constante, lo más usual es que sea hasta la temperatura de entrada de la primera de hasta la turbina. Después, el vapor se De expande isentrópicamente en la segunda etapa (turbina de baja etapa presión) la presión del condensador. modo que la entrada de calor total y la salida total de trabajo de la turbina en un ciclo de recalentamiento vienen a ser

 

 

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qent  = qinicial  + qrecalentamiento  

=

( h5 − h4 ) +  (h3 − h2 )  

w turb ,ent  = w turb,I  + w turb, II     = ( h3 − h4 ) + ( h5

−

h6 )  

La aplicación de un recalentamiento en una central eléctrica moderna mejora la eficiencia del ciclo en 4 o 5 por ciento lo cual incrementa la temperatura temperat ura promedio a la cual el calor se añade al vapor. Las temperaturas de recalentamiento son muy cercanas o iguales a la temperatura de entrada a la turbina. La presión de recalentamiento óptima se acerca a un cuarto de la presión del ciclo máxima. Por ejemplo, la presión óptima de recalentamiento para un ciclo con una presión de caldera de 12 Mpa es aproximadamente de 3 Mpa. El único propósito del ciclo de recalentamiento es reducir el contenido de humedad del vapor en las etapas finales del proceso de expansión. Si hubiera materiales que soportan temperaturas tan altas, no habría necesidad del ciclo de recalentamiento.

CICLO IDEAL RANKINE REGENERATIVO. Un proceso de regeneración práctico en las plantas de potencia de vapor se logra con la extracción, o "drenado", del vapor de la turbina en diversos puntos. Este vapor, que podría haber producido más trabajo si se expandía aun más en la turbina, se utiliza para calentar el agua de alimentación. El dispositivo donde el agua de alimentación se calienta mediante regeneración se llama regenerador, o calentador de agua de alimentación. La regeneración no solo mejora la eficiencia del ciclo, sino que también brinda un medio conveniente de aerear el agua de alimentación (eliminando el aire que se filtra en el condensador) para evitar la corrosión en la caldera. También ayuda a controlar la gran relación de flujo de volumen del vapor en las etapas finales de la turbina (debido a los grandes volúmenes específicos a bajas presiones). Por consiguiente, la regeneración se emplea en todas las modernas plantas de potencia de vapor desde su introducción a principio de la década de los veinte. Un calentador del agua de alimentación es un intercambiador de calor, en el cual el calor se transfiere del vapor al agua de alimentación mezclando las dos corrientes de fluido (calentadores de agua de alimentación abiertos) o sin mezclarlas (calentadores de agua de alimentación cerrados).

CALENTADORES DE AGUA DE ALIMENTACIÓN ABIERTOS.  Un calentador de agua de alimentación abierto (o de contacto directo) es una cámara de mezcla, donde el vapor extraído de la turbina se mezcla con el agua de alimentación existente en la bomba. En una situación ideal, la mezcla sale del calentador como un líquido saturado a la presión del calentador. El diagrama esquemático de la planta eléctrica de vapor con un calentador de agua de alimentación abierto (denominado T-s del ciclo se muestra en la figura 5.11. también ciclo regenerativo de una sola etapa) etapa ) y el diagrama T-s del

 

 

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Figura 5.11 El ciclo ideal Rankine regenerativo con un calentador de agua de alimentación abierto.

En un ciclo ideal Rankine regenerativo el vapor entra a la turbina a la presión de la caldera (estado 5) y se expande isentrópicamente hasta una presión intermedia (estado 6). Se extrae un poco de vapor en este estado y se envía al calentador de agua de alimentación, en tanto que el vapor restante continúa su expansión isentrópica hasta la presión del condensador (estado 7). Este vapor sale del condensador como un líquido saturado a la presión del condensador (estado 1). El agua condensada, la cual también recibe el nombre de agua de alimentación, entra luego a una bomba isentrópica, donde se comprime hasta la presión del calentador del agua de alimentación (estado 2) y se envía al calentador de agua de alimentación donde se mezcla con el vapor extraído de la turbina. La fracción del vapor extraído es tal que la mezcla sale del calentador como un líquido saturado a la presión del calentador (estado 3). Una segunda bomba eleva la presión del agua hasta la presión de la caldera (estado 4). El ciclo concluye con el calentamiento del agua en la caldera hasta el estado de entrada e ntrada de la turbina (estado 5). En el análisis de las plantas de potencia de vapor es más conveniente trabajar con cantidades expresadas por unidad de masa del vapor que circula por la caldera. Por cada 1 kg de vapor que abandona la caldera, y kg se expanden de manera parcial en la turbina y se extraen en el estado 2. El restante (1 −   y ) kg se expande por completo hasta la presión del condensador. Por consiguiente, las relaciones de flujo de masa son diferentes en ⋅

distintos componentes. Si la relación de flujo de masa a través de la caldera es m , por ejemplo, será de ⋅

(1 −  y  ) m   a través del condensador. Este aspecto del ciclo Rankine regenerativo debe considerarse en el análisis del ciclo, así como en la interpretación de las áreas en el diagrama T-s. T-s. A la luz de la figura 5.11, el calor y las interacciones de trabajo de un ciclo Rankine regenerativo con un calentador de agua de alimentación pueden expresarse por unidad de masa de vapor que fluye por la caldera como sigue:

Análisis del ciclo: Balance de masa en estado estable

 

 

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m6

m  7

+ 

=

m5  

Dividiendo entre m1  

m6 m5

+

m7 m5

=

m7 m5

si hacemos  y   = m6 / m5  

1 

=

1 −  y  

La fracción  y  puede determinarse aplicando los principios de balance de masa y energía al volumen de control del calentador de agua de alimentación.

 yh6

+

(1 −   y )  h2

 y

h3  

=

=

h3

−

h2

h6

−

h2

 

qent  =  h5 −  h4   qsal 

=

(1 −   y )( h7 −  h1 )   =

−

  +

−

−

w turb,sal  ( h5 h6 )   (1  y )( h6 h7 )   w bomba ,ent  = (1  −  y  ) w bombaI  + w bombaII    de donde ⋅

⋅

 y = m 6 / m5  

(Fracción del vapor extraído)

o, también,

w bombaI  w bombaII    =

donde h3

h f  a  P 3  

= =

v1  ( P 2 

−

v3  ( P 4 

P 1 )  

−

y

P 3 )  

v

≅ 

v3

=

v  f   a P 3  

La eficiencia térmica del ciclo Rankine aumenta como resultado de la regeneración; lo anterior es consecuencia de que la regeneración eleva la temperatura promedio a la cual el calor se añade al vapor en la caldera y eleva la temperatura del agua antes de que entre a ella. La eficiencia del ciclo se incrementa aún más conforme aumenta el número de calentadores de agua de alimentación. Hoy día muchas grandes plantas en operación emplean hasta ocho calentadores de agua de alimentación; el número óptimo se determina con base en consideraciones económicas. El empleo de un calentador de agua de alimentación adicional no puede  justificarse a menos que ahorre más en relación con los costos del combustible que respecto de su propio costo.

 

 

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CALENTADORES DE AGUA DE ALIMENTACIÓN CERRADOS Otro tipo de calentador utilizado en las centrales de potencia de vapor es el calentador de agua de alimentación cerrado. En este calentador el calor se transfiere del vapor extraído al agua de alimentación sin que suceda ninguna mezcla. En este caso las dos corrientes pueden estar a presiones diferentes, ya que no se mezclan. El diagrama esquemático de la central eléctrica de vapor con un calentador de agua de alimentación cerrado y el diagrama T-s del ciclo se muestran en la figura 5.12. En un calentador de agua de alimentación cerrado ideal el agua de alimentación se calienta hasta la temperatura de salida del vapor extraído, el cual idealmente abandona el calentador como un líquido saturado a la presión de extracción. En las centrales reales, el agua de alimentación sale del calentador con una temperatura menor a la de salida del vapor extraído debido a que se requiere una diferencia de temperatura de al menos unos cuantos grados para que se logre una transferencia de calor efectiva.

Figura 5.12 El ciclo ideal Rankine regenerativo con un calentador de agua de alimentación cerrado.

Después, el vapor condensado se bombea a la línea del agua de alimentación o se envía a otro calentador o al condensador mediante un dispositivo denominado trampa. Una trampa permite que el líquido sea estrangulado hasta una región de presión inferior, pero atrapa el vapor. La entalpía del vapor permanece constante durante este proceso de estrangulamiento. e strangulamiento. Los calentadores de agua de alimentación abiertos y cerrados pueden compararse como sigue: los calentadores de agua de alimentación abiertos son simples y económicos y tienen buenas características para la transferencia de calor; también llevan al agua de alimentación al estado de saturación. Pero cada calentador requiere una bomba para manejar el agua de alimentación. Los calentadores de agua de alimentación cerrados son más complejos debido a la red de tuberías internas, por lo que resultan más caros. La transferencia de calor en los calentadores de agua de alimentación cerrados es menos efectiva puesto que no se permite que las dos corrientes entren en contacto directo. Sin embargo, los calentadores de agua de alimentación cerrados no requieren una bomba independiente para cada calentador, pues el vapor extraído y el agua de alimentación pueden estar a presiones diferentes. La mayor parte de las centrales de potencia de vapor utilizan una combinación de calentadores de agua de alimentación abiertos y cerrados, como se muestra en la figura 5.13.

 

 

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Figura 5.13 Una planta de potencia de vapor con un calentador de agua de alimentación abierto y tres calentadores de agua de alimentación cerrados.

 

 

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EJEMPLO Considere una central eléctrica de vapor que opera en un ciclo ideal Rankine regenerativo con un calentador de agua de alimentación abierto. El vapor entra a la turbina a 15 MPa y 600°C y se condensa en el condensador a una presión de 10 kPa. Sale un poco de vapor de la turbina a una presión de 1.2 MPa y entra al calentador de agua de alimentación abierto. Determine la fracción de vapor extraída de la turbina y la eficiencia térmica del ciclo.

Solución El diagrama esquemático de la central eléctrica e léctrica y el diagrama T-s del ciclo se presentan en la figura siguiente:

Primero, determine las entalpías en diferentes estados: e stados:

 

 

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El análisis de energía de los calentadores de agua de alimentación abiertos es idéntico al de las cámaras de ⋅

mezcla. Los calentadores de agua de alimentación por lo general están bien aislados ( Q

=

0 ), y no implican

⋅

ninguna interacción de trabajo ( W  = 0 ). Si ignora las energías cinética y potencial de las corrientes, la ecuación de la conservación de la energía de flujo permanente se reduce para un calentador de agua de alimentación a ⋅

⋅

∑ m e he  = ∑ m s hs   o

 yh6

+

(1 −   y  ) h2

=

1( h3 )   ⋅

donde  y  es la fracción de vapor extraído de la turbina (  y de entalpía se encuentra

=

⋅

m 6 / m 5 ). Al resolver para  y  y sustituir los valores

 

 

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EJEMPLO Considere una central eléctrica de vapor que opera en un ciclo ideal Rankine regenerativo con recalentamiento, y un calentador de agua de alimentación abierto, un calentador de agua de alimentación cerrado y un recalentador. El vapor entra a la turbina a 15 MPa y 600°C y se condensa en el condensador a una presión de 10 kPa. Algo de vapor se extrae de la turbina a 4 MPa para el calentador de agua de alimentación cerrado, y el resto del vapor se recalienta a la misma presión hasta 600°C El vapor extraído se condensa por completo en el calentador y se bombea hasta 15 MPa antes de mezclarse con el agua de alimentación a la misma presión. El vapor para el calentador de agua de alimentación abierto se extrae de la turbina de baja presión a una presión de 0.5 MPa. Determine la fracción de vapor extraído de la turbina cada vez, así como la eficiencia térmica del ciclo.

Solución El diagrama esquemático de la central eléctrica y el diagrama T-s del ciclo se proporcionan en la siguiente figura. Las fracciones del vapor extraído para los calentadores de agua de alimentación cerrado y abierto serán  y y  z  para cada uno. Las entalpías en los diversos estados y el trabajo de las bombas por unidad de masa del fluido que circula por ellas son

 

 

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Las fracciones de vapor extraído se determinan por los balances de masa y de energía de los calentadores de agua de alimentación:

La entalpía del estado 8 se encuentra al aplicar las ecuaciones de la conservación de la masa y la energía a la cámara de mezcla que se supone estará aislada:

La eficiencia térmica de este e ste ciclo también podría haberse determinado de

 

 

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