Ciclos De Potencia De Vapor

República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria
Instituto Universitario de Tecnología del Oeste “Mariscal Sucre”
PNF Ingeniería Mecánica Sección 4101-2011
Maquinas térmicas

Ciclos de potencia
a vapor

Realizado por:
Bravo Liliana
C.I: 20.303.047

Caracas, Junio de 2015

Índice

Introducción
Ciclo de Carnot
Análisis del ciclo de Carnot
Ciclo deBrayton
Análisis del ciclo de Brayton
Ciclo de Rankine
Rankine regenerativo
Rankine recalentado
Análisis de ciclo de Rankine
Conclusión
Anexos
Bibliografía

Introducción
Los dispositivos cíclicos generadores de potencia, comúnmente conocidos
como ciclos de potencia, son de gran importancia en estudios termodinámicos,
debido a que varias máquinas y sistemas se basan en su funcionamiento, un
ejemploclaro son las turbinas de gas. En el análisis de estos ciclos es muy
común considerar despreciable el efecto de la energía cinética en los
dispositivos que incluyen trabajo de eje, como las turbinas, compresores y
bombas, a diferencia de dispositivos como las toberas aceleradoras y difusores
donde ésta es significativa, debido a su diseño para crear grandes cambios de
velocidad.
Un motor térmico omáquina térmica es un artefacto que convierte energía
térmica en trabajo mecánico, por medio del aprovechamiento del gradiente de
temperatura entre una “fuente” caliente y un “sumidero” frío, el calor se
transfiere de la fuente al sumidero y durante este proceso, algo del calor se
convierte en trabajo por medio del aprovechamiento de las propiedades de un
fluido de trabajo, usualmente un gas o unlíquido.
Este trabajo tiene como objetivo general el estudio y análisis del ciclo de
Brayton, el ciclo de Carnot, el ciclo de Rankine y sus modificaciones. Pretende
dar un enfoque general de los distintos parámetros que intervienen y afectan en
el aumento del rendimiento de las instalaciones que trabajan con ellos.

Ciclo de Carnot
En la figura número 1 se muestra una planta de energía que essimilar en
muchos aspectos a una termoeléctrica simple y que, se supone, funciona en el
ciclo de Carnot. Se considera que el fluido de trabajo es una sustancia pura
como el vapor. En la caldera se transfiere calor al agua (vapor) desde la fuente
a temperatura elevada. Para que este proceso sea una transferencia de calor
reversible, la temperatura de agua (vapor) solo debe ser infinitesimalmente
menorque la temperatura de la fuente. Este resultado también denota que,
puesto que la temperatura de la fuente permanece constante. Por lo tanto, el
primer proceso en el ciclo de Carnot es un proceso isotérmico reversible en
donde se transfiere calor desde la fuente de alta temperatura al líquido de
trabajo. Por supuesto, un cambio de fase de líquido a vapor a presión
constante es un procesoisotérmico para una sustancia pura.
El siguiente proceso ocurre en la turbina sin transferencia de calor y, por lo
tanto, es adiabático. Como todos los procesos del ciclo de Carnot son
reversibles, este debe ser un proceso adiabático reversible, durante el cual la
temperatura del fluido de trabajo disminuye desde la temperatura de la fuente
de alta temperatura hasta la temperatura de la fuente a bajatemperatura.
En el siguiente proceso se rechaza el calor del fluido de trabajo de la fuente de
baja temperatura. Este debe ser un proceso isotérmico reversible en donde la
temperatura del fluido de trabajo es infinitesimalmente mayor que la de la
fuente de baja temperatura. Durante este proceso isotérmico se condensa algo
del vapor.
El proceso final que completa el ciclo es un proceso adiabáticoreversible en
donde la temperatura del fluido de trabajo aumenta de la temperatura baja a la
temperatura alta. Si esto se hiciera con agua (vapor) como fluido de trabajo, se
tendría que tomar una mezcla de líquido y vapor del condensador y
comprimirse.
Como el ciclo de la máquina de Carnot es reversible, todo proceso se podría
invertir, en cuyo caso se convertiría en un refrigerador. La temperatura...