Básico turbinas a gas
65.17 - Centrales Eléctricas FI – UBA - 2007
Temario
• Principios Termodinámicos – • Ciclo de Brayton Ideal y Real • Rendimiento del Ciclo deBrayton • Elementos Constitutivos de una Turbina a Gas • Ciclo de Brayton Regenerativo • Rendimiento del Ciclo de Brayton Regenerativo • Ciclo Regenerativo con dos etapas de compresión y refrigeraciónintermedia • Información característica de Turbinas Reales
Fundamentos Termodinámicos
Los 2 parámetros mas utilizados para la evaluacion de los ciclos termodinámicos son: Trabajo útil específicoqr Wt = qs − qr = qs (1 − ) qs
Wt qr ηth = = 1− qs qs
Rendimiento Térmico
Donde: • qs • qr es el calor suministrado es el calor extraído
Fundamentos Termodinámicos
De la Termodinámicaconocemos que:
1)
dq ∫ T = 0 (ciclos reversibles)
Donde “dq” es la cantidad de calor transferido a la temperatura “T”
Por otro lado la temperatura promedio del calor transferido en unproceso está dada por: De 1) y 2) tenemos que:
2)
dq q = ∫ T Tm
qs qr = Tms Tmr
Conclusión:
Wt = qs (1 −
Tmr ) Tms
Tmr ηth = 1 − Tms
Para lograr la mejor eficiencia Térmica la Energíadebe ser suministrada tan alta como se pueda y extraida a una temperatura tan baja como se pueda.
Ciclo de Brayton
El ciclo de la turbina de gas ideal consta de 4 procesos:
1. COMPRESIÓNADIABÁTICA
2. 3. 4. COMBUSTION ISOBÁRICA EXPANSIÓN ADIABÁTICA CIERRE DEL CICLO (POR ATMOSFERA) ISOBÁRICA
P
T
2 3
Limite Sup. X Temp
3
2
Patm
4
1
4
1
V
• Fluido de Trabajo:gases de comustión • Combustión: Interna • Presión de combustión: CTE • Potencia de la turbina limitada por T3, afecta el material de los álabes (deben soportar altos esfuerzos a altas temperaturas )S
Ciclo Ideal
Trabajo y Rendimiento del Ciclo Ideal Qs = h3 – h2 = Cp23 (T3-T2) Qr = h4 – h1 = Cp41 (T4-T1) Para gases ideales Cp23= Cp41= Cp=cte
Si rp=p2/p1 y
η = 1−
T4 − T1 T3 − T2...
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