Ciclo Brayton
Páginas: 13 (3233 palabras)
Publicado: 28 de octubre de 2011
INTRODUCCIÓN
La mayor parte de los dispositivos que producen potencia operan en ciclos, y el estudio de los ciclos de potencia es una parte interesante e importante de la termodinámica, y precisamente en esta guía trataremos la base para los motores de turbina a gas “ El ciclo Brayton”. Los ciclos que se efectúan en dispositivos reales son difíciles de examinar porque hay demasiadasvariaciones y detalles que se tienen que tomar en cuenta al mismo tiempo y se complica demasiado el entorno. Para facilitar el estudio de los ciclos se optó por crear el llamado ciclo ideal, en el cual se eliminan todas esa complicaciones y retrasos para tomar decisiones, que no arrojan resultados extremadamente exactos pero los márgenes de error son insignificantes, acercándonos muchos a los valoresreales, así pues, estos valores se alejan de la realidad pero en una manera muy moderada. Se puede afirmar que difieren pero se encuentran aproximadamente en el mismo rango. Los ciclos ideales son internamente reversibles pero, a diferencia del ciclo de Carnot, no es necesario que sean extremadamente reversibles. Es decir, pueden incluir irreversibilidades externas al sistema como la transferencia decalor debida a una diferencia de temperatura finita. Entonces, la eficiencia térmica de un ciclo ideal, por lo general, es menor que la de un ciclo totalmente reversible que opere entre los limites de temperatura. Sin embargo, aún es considerablemente más alta que la eficiencia térmica de un ciclo real debido a las idealizaciones empleadas. Las idealizaciones y simplificaciones empleadas en losanálisis de los ciclos de potencia, por lo común pueden resumirse del modo siguiente:
Por Ing.Gelys Guanipa R
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El ciclo no implica ninguna fricción. Por lo tanto el fluido de trabajo no experimenta ninguna reducción de presión cuando fluye en tuberías o dispositivos como los intercambiadores de calor. Todos los procesos de compresión y expansión se dan en el modo de cuasi equilibrioLas tuberías que conectan a los diferentes componentes de un sistema están muy bien aisladas y la transferencia de calor por ellas es despreciable. Nuestro estudio de los ciclos de potencia de gas involucrará el estudio de
aquellas máquinas térmicas en la cual la sustancia de trabajo permanecerá en estado gaseoso durante todo el ciclo. A menudo estudiaremos el ciclo ideal y real y realizaremoscomparaciones que nos ayuden a entender las pérdidas generadas en diversos sistemas, nos enfocaremos en como los parámetros mayores del ciclo afectan el desempeño de las máquinas térmicas.
Por Ing.Gelys Guanipa R
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Objetivos
Evaluar el desempeño de los ciclos de potencia a gas para los cuales la sustancia de trabajo permanece como gas durante el ciclo completo. Desarrollarasunciones simplificadoras aplicables a los ciclos de potencia de gas Analizar ciclos de potencia de gas abiertos Analizar el funcionamiento del ciclo Brayton simple. Analizar el funcionamiento del ciclo Brayton con regeneración Analizar el funcionamiento del ciclo recalentamiento y regeneración. Analizar los ciclos de propulsión de jet. Brayton con interenfrimaiento,
Por Ing.Gelys Guanipa R 4/22
Asunciones de Aire Standard
En nuestro estudio de los ciclos de potencia de gas, asumiremos que la sustancia de trabajo es aire, y que el aire es sometido a un ciclo termodinámico, para simplificar el análisis, aproximaremos los ciclos con las siguientes asunciones: •El aire circula continuamente en un circuito (lazo) cerrado. •Todos los procesos que componen el ciclo son internamentereversibles. •El proceso de combustión es reemplazado por un proceso de adición de calor desde una fuente externa. •Un proceso de rechazo de calor que restaura el fluido de trabajo a su estado inicial reemplaza el proceso de disipación de calor •Las asunciones de aire frio estándar son aplicables cuando el fluido de trabajo es aire y tiene calores específicos constantes evaluados a temperatura...
La mayor parte de los dispositivos que producen potencia operan en ciclos, y el estudio de los ciclos de potencia es una parte interesante e importante de la termodinámica, y precisamente en esta guía trataremos la base para los motores de turbina a gas “ El ciclo Brayton”. Los ciclos que se efectúan en dispositivos reales son difíciles de examinar porque hay demasiadasvariaciones y detalles que se tienen que tomar en cuenta al mismo tiempo y se complica demasiado el entorno. Para facilitar el estudio de los ciclos se optó por crear el llamado ciclo ideal, en el cual se eliminan todas esa complicaciones y retrasos para tomar decisiones, que no arrojan resultados extremadamente exactos pero los márgenes de error son insignificantes, acercándonos muchos a los valoresreales, así pues, estos valores se alejan de la realidad pero en una manera muy moderada. Se puede afirmar que difieren pero se encuentran aproximadamente en el mismo rango. Los ciclos ideales son internamente reversibles pero, a diferencia del ciclo de Carnot, no es necesario que sean extremadamente reversibles. Es decir, pueden incluir irreversibilidades externas al sistema como la transferencia decalor debida a una diferencia de temperatura finita. Entonces, la eficiencia térmica de un ciclo ideal, por lo general, es menor que la de un ciclo totalmente reversible que opere entre los limites de temperatura. Sin embargo, aún es considerablemente más alta que la eficiencia térmica de un ciclo real debido a las idealizaciones empleadas. Las idealizaciones y simplificaciones empleadas en losanálisis de los ciclos de potencia, por lo común pueden resumirse del modo siguiente:
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El ciclo no implica ninguna fricción. Por lo tanto el fluido de trabajo no experimenta ninguna reducción de presión cuando fluye en tuberías o dispositivos como los intercambiadores de calor. Todos los procesos de compresión y expansión se dan en el modo de cuasi equilibrioLas tuberías que conectan a los diferentes componentes de un sistema están muy bien aisladas y la transferencia de calor por ellas es despreciable. Nuestro estudio de los ciclos de potencia de gas involucrará el estudio de
aquellas máquinas térmicas en la cual la sustancia de trabajo permanecerá en estado gaseoso durante todo el ciclo. A menudo estudiaremos el ciclo ideal y real y realizaremoscomparaciones que nos ayuden a entender las pérdidas generadas en diversos sistemas, nos enfocaremos en como los parámetros mayores del ciclo afectan el desempeño de las máquinas térmicas.
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Objetivos
Evaluar el desempeño de los ciclos de potencia a gas para los cuales la sustancia de trabajo permanece como gas durante el ciclo completo. Desarrollarasunciones simplificadoras aplicables a los ciclos de potencia de gas Analizar ciclos de potencia de gas abiertos Analizar el funcionamiento del ciclo Brayton simple. Analizar el funcionamiento del ciclo Brayton con regeneración Analizar el funcionamiento del ciclo recalentamiento y regeneración. Analizar los ciclos de propulsión de jet. Brayton con interenfrimaiento,
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Asunciones de Aire Standard
En nuestro estudio de los ciclos de potencia de gas, asumiremos que la sustancia de trabajo es aire, y que el aire es sometido a un ciclo termodinámico, para simplificar el análisis, aproximaremos los ciclos con las siguientes asunciones: •El aire circula continuamente en un circuito (lazo) cerrado. •Todos los procesos que componen el ciclo son internamentereversibles. •El proceso de combustión es reemplazado por un proceso de adición de calor desde una fuente externa. •Un proceso de rechazo de calor que restaura el fluido de trabajo a su estado inicial reemplaza el proceso de disipación de calor •Las asunciones de aire frio estándar son aplicables cuando el fluido de trabajo es aire y tiene calores específicos constantes evaluados a temperatura...
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