Ciclo de Clausius rankine Introducción: el ciclo Clausius rankine ocupa un si tial importante en relación con las plantas térmicas de generación de energía utilizando para ello vapor de agua. Este procedimiento de transformación de energía, naturalmente constituye, al igual que las demás plantas térmicas, una aplicación de las principales establecidas para las máquinas térmicas, las que como sabe, tienen su idealización en la maquina de Carnot. C!"#$#C%&'( Ciclo de Carnot con vapor( Con vapor Húmedo: )c * traba+o del compresor )t * traba+o de la turbina "ara este ciclo se logra que las isotermas y las isóbaras coincidan durante los procedimientos de transferenc ia de calor q#y q, pero( -./a compresión de - a 0 es difícil de realizar en la práctica. El )c es grande puesto que se comprime una sustancia pseudo gaseosa. 0./a temperatura 1# queda limitada por la 1c 2critica3.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Introducción: el ciclo Clausius rankine ocupa un sitial importante enrelación con las plantas térmicas de generación de energía utilizando paraello vapor de agua.
Este procedimiento de transformación de energía, naturalmente constituye,al igual que las demás plantas térmicas, una aplicación de las principalesestablecidas para las máquinas térmicas, las que como sabe, tienen suidealización en la maquina de Carnot.
C!"#$#C%&'( Ciclo de Carnot con vapor(
Con vapor Húmedo:
)c * traba+o del compresor
)t * traba+o de la turbina
"ara este ciclo se logra que las isotermas y las isóbaras coincidan durantelos procedimientos de transferencia de calor q# y q, pero(
-. /a compresión de - a 0 es difícil de realizar en la práctica. El )c esgrande puesto que se comprime una sustancia pseudo gaseosa.
0. /a temperatura 1# queda limitada por la 1c 2critica3.
/uego podemos decir que el traba+o neto producido es igual al calor netointercambiado, entonces el rendimiento térmico puede e;presarsealternativamente como(
23
1411
hh
hh
q
q
q
w
q
qqn
A
B
A
n
A
B A R
−
−
−=−==
−
=
$elación de traba+os( 2 wr 3
43
12
hh
hh
w
wr
t
bw
−
−
==
(E)O!A(IE"*O +E LA E&ICIE"+IA
El ciclo Clausius $ankine descrito puede ser modi6cado para me+orar
su e6ciencia y resolver algunas di6cultades de orden técnico que trae
este ciclo básico.
de la ecuación de n $ * 59 5: 8 250 8 5-3 podemosobtener( 59 8 50)'* q # 8 q .
%nuencia de la temperatura de vapor %nuencia de lapresión de vapor en el en la ' $ para una presión de vapor yciclo 2caldero3 presión de descarga dadas.
"O*A: 4i se considera 6+as las 1emperaturas má;ima 19 y la presión de
descarga "-, podemos varíar la presión de vapor "v.
A"ALII +EL -!A&ICO
4i consideramos despreciable la inuencia del traba+o de la bomba, en la
e6ciencia, al variar la presión "v al elevar "0 se observa que(
• 4e eleva la temp. !edia 21!3
• Aisminuye el calor perdido en el condensador 2q 3
• /a 5umedad del vapor en la descarga aumenta 2esta es una
desventa+a3. # medida que
la presión es mayor 2inuyendo presiones supercríticas3 el incremento de la
e6ciencia es menor. Fabrá una presión má;ima permisible que dependerá
de la combinación resistencia mecánica térmica de las partes en contacto
El vapor saturado sale del caldero se 5ace pasar por un sobrecalentador en
el que reciba una parte del calor qA , para elevar su temperatura 5asta
*0 1 *A a presión constante% 02 a 0 ' 3
4iendo la temperatura má;ima *0 , la temperatura media 21(' será
mayor. "or otra parte, la temperatura *0 no podrá sobrepasar el limite
metalKrgica permisible de las partes en contacto con el L4C.
4e logra también que la e;pansión de 0 a 4 , ocurra en su mayor parte con5C % vapor seco' . Esta favorece a la turbina pues se la preserva delgolpeteo permanente de peque<a gotas de liquido que origina la erosión delos alabes.
"ota: En la practica6 sin embargo que el vapor descargo por la turbinatenga una 5umedad que no e;ceda del -0I .
INFLUENCIA DEL RECALENTAMIENTO
!ecalentamiento: Consiste en e;traer vapor durante la e;pansión en laturbina, a una presión menor que la presión de vapor %pv' , para elevar latemperatura , a presión constante , en un recalentador .
/a energía recibida por el vapor es parte de qA la temperatura alcanzada
es , por lo general , menor o igual a la temperatura alcanzada en elsobrecalentador.
En este método se consigue elevar la temperatura de calor al ciclo ,constituyendo un recurso e6caz usando calentadores de agua dealimentación.
CICLO !E-E"E!A*I5O I+EAL :
Consiste en elevar la temperatura del agua que ingresa al caldero medianteun intercambio de calor regenerativo con el vapor que se e;pande en laturbina.
Ae esta manera , el agua que ingresa al caldero lo 5ace a una temperaturamayor .
/a consecuencia es que se necesita menos calor qA .
4e utiliza el ciclo regenerativo cuando las e;tracciones de vapor sondestinadas Knicamente para calentar el agua de alimentación a la caldera.
C#/AE$#4 AE #MN# AE #/%!E'1#C%'(
a3 Calentadores de contacto directa(
4e les conoce como calentadores de mezcla ó abiertos. En estos el vapor secondensa al ponerse en contacto físicamente con el agua de alimentación ala cadena, donde como resultado una mezcla saturada de liquido 8 vapor.
'ota( En este tipo de calentadores se requiere una bomba de aguaindependiente para cada uno.
/a k T es apro;imadamente igual a temperatura de saturación a la presión
del vapor ingresante a P .
b3 Calentadores de contacto indirecto(
4e les conoce como calentadores cerrados o de super6cie.
En este caso el vapor e;traido se condensa al ponerse en contacto con lostubos dentro de los cuales circula el agua de alimentación a temperaturamenor.