Taller Ciclos De Vapor

Ejercicios sobre ciclo de Carnot
1. Una turbina de vapor, opera con presión a la entrada de 10 MPa y una presión a la salida de 20 kPa. Si la calidad del vapor a la salida debe ser del 90%, determine la temperatura a la entrada para una eficiencia adiabática de la turbina del 100 %
2. Un ciclo de Carnot con vapor de agua como fluido de trabajo, opera dentro de la región de mezcla liquido-vapor. Si la presión superior del ciclo es de 10 MPa y la inferior de 50 Kpa, determinar la eficiencia térmica del ciclo
3. Un ciclo de Carnot de flujo estable, utiliza agua como fluido de trabajo. El agua cambia de líquido saturado a vapor saturado cuando se le transfiere calor de una fuente a 250 0C. El rechazo de calor sucede a una presión de 20 kPa. Muestre el ciclo en un diagrama T – s relativoa las líneas de saturación y determine: a) eficiencia térmica, b) cantidad de calor rechazado, en kJ/kg y c) la salida neta de trabajo
4. En la caldera de una máquina de Carnot de flujo estable entra agua como líquido saturado a 120 psi y sale con una calidad de 0.95. El vapor sale de la turbina a una presión de 14.7 psi. Muestre el ciclo en un diagrama T – s respecto de las líneas desaturación y determine a) la eficiencia térmica, b) la calidad al final del proceso de rechazo de calor isotérmico y c) la salida neta de trabajo
Ejercicios sobre ciclo Rankine Simple
5. Considere una planta de energía de vapor de 210 MW que opera en un ciclo Rankine ideal sencillo. El vapor entra a la turbina a 10 MPa y 500*C y se enfría en el condensador a una presión de 10 kPa. Muestre el ciclo en undiagrama T-s respecto de las líneas de saturación y determine a) la calidad del vapor a la salida de la turbina, b) la eficiencia térmica del ciclo y c) la tasa de flujo másico del vapor
Respuestas a) 0.793, b) 40.2%. C) 165 kg/s
6. Una planta de potencia de vapor opera en un ciclo Rankine ideal simple entre los límites de presión de 3 MPa y 50 kPa. La temperatura del vapor a la entrada de laturbina es de 400'C y la tasa de flujo másico del vapor a través del ciclo es 60 kg/s. Muestre el ciclo en un diagrama T-s respecto de Las líneas de saturación y determine a) la eficiencia térmica del ciclo y b) la salida neta de potencia de la planta de potencia
7. Una planta de potencia de vapor opera en un ciclo Rankine ideal sencillo entre los límites de presión de 1250 y 2 psia. La tasa deflujo másico del vapor a través del ciclo es 75 Ibm/s .El contenido de humedad del vapor a la salida de la turbina no excede de 10%. Muestre el ciclo en un diagrama T-s respecto de líneas de saturación y determine a) la temperatura mínima de entrada de la turbina, b) la tasa de adición de calor a la caldera y c) la eficiencia térmica del ciclo.
8. Considere una planta de potencia de vapor que empleacarbón y que produce 300 MW de potencia eléctrica. La planta de potencia opera en un ciclo Rankine ideal sencillo con condiciones de entrada de la turbina de 5 MPa y 450*C y una presión del condensador de 25 kPa El carbón empleado tiene un poder calorífico (energía liberada cuando se quema el combustible) de 29 300 kJ/kg. Suponga que 75% de esta energía se transfiere al vapor en la caldera y queel generador eléctrico tiene una eficiencia de 96%. Determine a) la eficiencia total de la planta (la relación entre la salida de potencia eléctrica y la entrada de energía como combustible) y b) la tasa requerida de suministro de carbón, en t/h (1 ton métrica (t) = I 000 kg).
Respuestas a) 24.6%. M 150 t/h
Ejercicios sobre ciclo Rankine con recalentamiento
9. Considere una planta de potencia devapor que opera con un ciclo Rankine con recalentamiento y que tiene una salida neta de potencia de 80 MW. El vapor entra a la turbina de alta presión a 10 MPA y 5000C, y a la turbina de baja presión a 1 MPa y 500 0C. El vapor sale del condensador como un líquido saturado a una presión de lOkPa. La eficiencia isentrópica de la turbina es de 80% y la de la bomba de 95%. Muestre el ciclo en un...