Practica De Ciclo Rankine2

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
AREA DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENERGETICA
UNIDAD CURRICULAR: LAB. CONVERSION DE ENERGIA








PRACTICA N°1
CICLO RANKINE SIMPLE






AUTOR
ING. CARACCIOLO GÓMEZ



BREVE DESCRIPCION

La práctica consiste en el análisis del ciclo Rankine como modelo para las plantas térmicas de generación de potencia a vapor. Los elementosprincipales de una planta térmica son: Caldera, Turbina, condensador y bomba. Se pueden utilizar como fluido de trabajo varias sustancias, mas la que se utiliza con mayor frecuencia por sus condiciones es el agua, ya que reúne ciertas características como optima trasferencia de calor, y el manejo de relativamente bajas presiones, bajo costo, disponibilidad y alta entalpia de vaporización. El fluido detrabajo se vaporiza y condensa alternadamente. El objetivo de las centrales térmicas de vapor es producir una cantidad considerable de potencial eléctrico. Para obtener este potencial, se utilizan turbinas de vapor cuyo fin es transformar la energía de flujo de vapor en energía mecánica, a través de un intercambio de cantidad de movimiento entre el fluido de trabajo (entiéndase el vapor) y elrodete, órgano principal de la turbina, que cuenta con álabes los cuales tienen una forma particular para poder realizar el intercambio energético. Esta energía es aprovechada por un generador eléctrico que esta acoplado a la turbina. El vapor es obtenido producto de agregarle calor al fluido de trabajo que entra en la fase liquida a una caldera y sale en la fase de vapor a un temperatura y presiónelevadas. Para obtener el calor se utilizan diferentes tipo de combustibles los cuales pueden encontrarse en las fases solidas, liquidas o gaseosas.

1. Procesos del Ciclo Rankine Ideal Simple:

Proceso 1-2: Compresión Isoentropica en una bomba.
Proceso 2-3: Adición de Calor a Presión constante en la caldera.
Proceso 3-4: Expansión Isoentropica en la Turbina.
Proceso 4-1: Rechazo de calor a Presiónconstante en el condensador.

2. Ciclo Rankine Real:
Los ciclos de Rankine idealizados tienen eficiencias próximas a la de Carnot. Esto no es verdad para las máquinas reales que operan según un ciclo Rankine. En las máquinas reales existen muchas irreversibilidades, principalmente en la turbina y en la bomba. También debe notarse que se estudia la eficiencia del ciclo; con frecuencia, la eficienciade las plantas de potencia se define en términos del trabajo (o energía eléctrica) entregada por la planta en comparación con la energía obtenida del combustible que entra a la caldera y no de la energía agregada al fluido de trabajo. Esta eficiencia global de las plantas recibe el nombre de gasto específico de calor de la planta y se expresa frecuentemente en unidades mezcladas de Btu de energíademandada por kilowatt-hora de electricidad entregada. Como la eficiencia de la caldera puede ser tan baja como un 60%, la eficiencia global de la planta resulta considerablemente más baja que la eficiencia del ciclo.
Entre las principales causas de irreversibilidades están la fricción del fluido y las pérdidas de calor hacia los alrededores, que ocasionan:

a) Perdidas por Fricción: La friccióndel fluido ocasiona caídas de presión en la caldera, el condensador y las tuberías entre los diversos componentes. Para compensar las caídas en las presiones se requiere presiones más altas en el bombeo de agua.
b) Perdidas de calor: Perdida de calor del vapor por los alrededores cuando éste circula por varios componentes.
c) Irreversibilidades en bombas y turbinas: Existen variaciones de entropíaentre la entrada y salida. Ocasionando un aumento o disminución entropía.











Tratamiento para las Ineficiencias en turbinas y bombas.
El efecto de las irreversibilidades de la turbina y la bomba sobre el ciclo se analiza mediante el uso de las eficiencias adiabáticas de la bomba y de la turbina. Estas se definen como:...