Ciclo Ranki

Introducción

La evolución de las centrales térmicas ha estado condicionada por la búsqueda de mejoras en el rendimiento térmico del ciclo termodinámico, ya que incluso pequeñas mejoras en el rendimiento significan grandes ahorros en los requerimientos de combustible. La idea básica detrás de todas las modificaciones para incrementar el rendimiento de un ciclo de potencia es aumentar latemperatura promedio a la cual el calor se transfiere al fluido de trabajo en la caldera, o disminuir la temperatura promedio a la cual el fluido de trabajo cede calor al condensador. Esto se consigue con una selección cuidadosa de las condiciones de operación de la caldera (presión y temperatura a la que genera el vapor), y del condensador (presión de operación), así como con la incorporación derecalentamientos entre diferentes etapas de expansión y calentamientos regenerativos del agua de alimentación.
Para un ciclo rankine ideal que sirve de base al funcionamiento de las centrales térmicas, las cuales, producen actualmente la mayor parte de la energía eléctrica que se consume en el mundo.
Un ciclo Rankine opera con vapor, y es el que se utiliza en las centrales termoeléctricas. Consiste encalentar agua en una caldera hasta evaporarla y elevar la presión del vapor. Éste será llevado a una turbina donde produce energía cinética a costa de perder presión. Su camino continúa al seguir hacia un condensador donde lo que queda de vapor pasa a estado líquido para poder entrar a una bomba que le subirá la presión para nuevamente poder introducirlo a la caldera.
Para un diagrama T-S de unciclo de Rankine, Se muestran un proceso no-ideal. Aunque existen algunas mejoras al ciclo, como por ejemplo agregar sobrecalentadores a la salida de la caldera que permitan obtener vapor sobrecalentado para que entre a la turbina y aumentar así el rendimiento del ciclo. El ciclo Rankine es un ciclo de planta de fuerza que opera con vapor.

Desarrollo:
El ciclo rankine es un ciclo ideal paralas plantas de potencia de vapor,lo cual el ideal no incluye ninguna irreversibilidad interna y está compuesto por los siguientes cuatro procesos:
1- Compresión isoentropica en una bomba.
2- Adicción de calor a presión constante en una caldera.
3- Expansión isoentropica en una turbina.
4- Rechazo de calor a presión constante en un condensador.
Este ciclo Rankine consiste en calentar aguaen una caldera hasta evaporarla y elevar la presión del vapor. El cual será llevado a una turbina donde produce energía cinética a costa de perder presión. Su camino continúa al seguir hacia un condensador donde lo que queda de vapor pasa a estado líquido para poder entrar a una bomba que le subirá la presión para nuevamente poder introducirlo a la caldera.
El diagrama T-S de un ciclo deRankine, mostrando el proceso no-ideal. Aunque existen algunas mejoras al ciclo, como por ejemplo agregar sobrecalentadores a la salida de la caldera que permitan obtener vapor sobrecalentado para que entre a la turbina y aumentar así el rendimiento del ciclo. El ciclo Rankine es un ciclo de planta de fuerza que opera con vapor.
La eficiencia del ciclo Rankine puede incrementarse también aumentando lapresión de operación en la caldera. Sin embargo, un aumento en la presión de operación de la caldera origina un mayor grado de humedad en los últimos pasos de la turbina.
Para este problema puede solucionarse haciendo uso de recalentamiento, en donde el vapor a alta presión procedente de la caldera, Este se expande solo parcialmente en una parte de la turbina, para volver a ser recalentado en lacaldera. Posteriormente, el vapor retorna a la turbina, en donde se expande hasta la presión del condensador.

Ciclo de Rankine Simple
Ciclo ideal Teórico
El ciclo ideal teórico entre 2 focos es el ciclo de Carnot (máximo rendimiento posible):
dos procesos isotermos de intercambio de calor con los focos, y dos procesos adiabáticos para pasar de una a otra temperatura.

En ciclos de...