Ciclo rankine

universidad fermin toro palavecino -edo. laraescuela de manteniemiento mecanicotermodinamica ii |
Ciclo Rankine |
Ejercicio de Aplicación. |
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José Abraham |
Noviembre de 2011 |

CICLO RANKINE
EJERCICIO

Se tiene un ciclo Rankine donde el fluido de trabajoes agua. En la turbina entra vapor saturado a 4Mpa. Por su parte en el condensador la presión es de 10KPa. El ciclo tiene una potencia de 100MW.
a. Represente el ciclo en un diagrama T vs. Sb. Calcule la eficiencia térmica.
c. Si se reduce en un 50% la presión en el condensador ¿cómo varía la eficiencia térmica?
d. Si se duplica la presión en la turbina, teniéndose que ahora latemperatura es de 450°C ¿cómo varía la eficiencia térmica?
e. Represente para cada caso el diagrama T vs. S

SOLUCION

a. El diagrama correspondiente al caso numero 1, (inciso b) es:
T (°C)S3=S4
S1=S2
1
4
CICLO RANKINE I
3
2
10 KPa
4 MPa

S (KJ/Kg.K)

b. Se define la eficiencia térmica del ciclo rankine como:
nt=1-(h4-h1)(h3-h2) Ec.1
* En el estado 1,para la bomba, se tiene agua líquida, luego:
h1=hf@P1=10KPa=191,81KJKg
v1=0,00101 KJ/Kg

* En el estado 3, para la turbina, se tiene vapor saturado, luego:
h3=hg@P3=4MPa=2800,8KJKgS3=6,0696KJKg.K
* En el estado 4, para el condensador, se tiene una mezcla liquido vapor, por lo cual se debe encontrar la calidad conociéndose que S4=S3. Luego:
h4=hf4+x4×hfg
S4=Sf4+x4×Sfg

De donde:x4=S4-Sf4sfg4
De la tabla de vapor: Sf4=0,6492KJKg.K y sfg4=7,4996KJKg.K
Finalmente, sustituyendo valores se obtiene que:
x4=0,723 →72,3%
Entonces con...