EXPO BALANCE 2 prob 5

PROBLEMA 5.137 HIMMELBLAU
En la figura se muestra un planta de
poder. Si la bomba desplaza 100 gal/min
hacia una caldera con una eficiencia
global de 40%, calcule el caballaje que
debe tener labomba. Enumere todas
las suposiciones adicionales requeridas.

Vapor
sobrecalentado

500
psia
100 °F

500
psia

Liquido
comprimido o
subenfriado

Caldera

Turbina

1000
°F

Desplaza 100
gal/min
100 °FLiquido
Saturado
Bomba de agua de
alimentación

Condensad
or

Suposiciones
Fase 1-2 Composición isentropica en una
bomba.
Fase 2-3 Adición de calor a presión constante
en una caldera.
Fase 3-4 Expansiónisentropica en una
turbina.
Fase 4-1 Rechazo de calor a presión
constante en un condensador.

Ciclo de Rankine con
sobrecalentamiento


En el proceso 2-3, en la caldera, el agua es
llevada alestado de vapor sobrecalentado
para facilitar el proceso efectuado por la
turbina, aumentando así su vida útil, así
como el trabajo neto y por lo consiguiente el
rendimiento del ciclo.

Análisis deenergía del
ciclo de Rankine
Los 4 dispositivos usados en el ciclo (bomba, caldera,
turbina y condensador) son de flujo estacionario. El
balance de energía por unidad de masa de vapor
para cada uno de ellosserá:
 (qentrada-qsalida) + (wentrada-wsalida) = ∆h + ∆ec
+ ∆ep
 (qentrada-qsalida) + (wentrada-wsalida) = ∆h


Como estamos hablando de un ciclo quedara asi:
(qentrada-qsalida) +(wentrada-wsalida) = 0
Q+W=0

Vapor
sobrecalentado

500
psia
100 °F

500
psia

Liquido
comprimido o
subenfriado

Caldera

Turbina

1000
°F

Desplaza 100
gal/min
100 °F
Liquido
Saturado
Bomba de agua de
alimentaciónCondensad
or

Punto

Ubicación

Presión

Temperatura

Entalpia

1

Salida de la
caldera

500 psia

1000 F

1521
btu/lbm

2

Salida de la
turbina

0.95052
psia

3

Salida del
condensador

0.95052psia

100 F

4

Salida de la
bomba

500 psia

100 F

69.35
btu/lbm

Entropía

Vapor
sobrecalentado

500
psia
100 °F

500
psia

Liquido
comprimido o
subenfriado

Caldera

Turbina

1000
°F

Desplaza...