Experimentos

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CICLO TERMODINAMICO DE LAS TURBINAS DE GAS
El modelo termodinámico de las turbinas de gas se fundamenta en el ciclo de Brayton. A pesar de que se generaliza como ciclo termodinámico, en realidad elfluido de trabajo no cumple un ciclo completo en las turbinas de gas ya que este finaliza con una composición o en un estado diferente al que tenía cuando inició los procesos. Algunos autores comoSonntag, Borgnakke y Van Wylen (5), clasifican los procesos de una turbina a gas como de ciclo abierto. Las turbinas de gas de ciclo abierto simple utilizan una cámara de combustión interna parasuministrar calor al fluido de trabajo y las turbinas de gas de ciclo cerrado simple utilizan un proceso de transferencia para agregar o remover calor del fluido de trabajo.

El ciclo básico de Brayton encondiciones ideales está compuesto por cuatro procesos:

1-2. Compresión isentrópica en un compresor.

2-3. Adición de calor al fluido de trabajo a presión constante en un intercambiador de caloro una cámara de combustión.

3-4. Expansión isentrópica en una turbina.

4-5. Remoción de calor del fluido de trabajo a presión constante en un intercambiador de calor o en la atmósfera.Ciclo termodinámico básico de las turbinas de gas.

En el ciclo Brayton, el trabajo neto realizado por unidad de masa es la diferencia entre el trabajo obtenido en la expansión y el trabajoinvertido en la compresión, es decir:



Para un gas ideal, el trabajo neto puede escribirse como:




y el calor de adición por unidad de masa será:




Al igual que enel ciclo Ranking, la eficiencia térmica del ciclo Brayton es la relación entre el trabajo neto desarrollado y el calor adicionado:




La eficiencia térmica del ciclo Brayton para un gasideal puede escribirse como:




(1, Pág. 262)

En la figura se muestra una representación esquemática del ciclo Brayton.



(Haga click sobre la gráfica para verla en tamaño...
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