termodinamica
Páginas: 8 (1797 palabras)
Publicado: 18 de abril de 2013
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
AREA DE TECNOLOGÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
ASIGNATURA: CONVERSIÓN DE ENERGÍA
PROFESOR: Ing. ZOILA PONTILES DE HERNÁNDEZ.
TEMA Nº 3.
GUIA Nº 7
CICLOS DE GASES
CICLO BRAYTON
INTRODUCCION.
En la producción de energía para uso industrial y para satisfacer necesidades de la sociedad humana se han utilizadodiversos dispositivos mecánicos. Ya hemos analizado la planta de vapor, en la que se agrega calor al agua y el vapor resultante se expande en una turbina, la cual produce trabajo mecánico aprovechable. La eficiencia térmica de este tipo de planta oscilaba entre 38 a 41%, aproximadamente. Una de las causas de tan baja eficiencia, es que un fluido intermediario, el agua se emplea para transportar laenergía de los gases calientes de combustión la turbina o maquina motriz. En una planta de potencia con turbina de gas se evita lo anterior mediante el empleo directo de los gases de combustión en el impulso de una turbina especial. Un factor de gran importancia que inclina a la selección de una turbina de gas es que las unidades motrices de esta clase son muy compactas y ligeras. La planta motriz devapor usual ocupa un área mucho mayor y resulta mucho mas pesada y voluminosa. En esta guía se pretende estudiar el comportamiento de este tipo de equipos.
OBJETIVO GENERAL:
Analizar el Ciclo Brayton como un ciclo de aire estándar de aire .
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Describir la operación de una turbina de gas.
Describir las aplicaciones y ventajas de una turbina de gas.Determinar la eficiencia térmica de un ciclo estándar de aire Brayton.
CONTENIDO.
1.- Ciclo Brayton.
2.- ¿Porqué una turbina de gas?
3.- Aplicaciones.
4.- Ventajas de la turbina de gas.
5.- Ciclo fundamental en una planta de turbina de gas.
6.- Análisis del ciclo
7.- Problema.
Bibliografía Complementaria.
DESARROLLO DEL CONTENIDO.
1.- CICLO BRAYTON.
El principio básico quesubyace el motor de turbina a gas es el de convertir la energía cinética de gases calientes en expansión en energía rotatoria mecánica de una rueda de turbina. En esencia, la turbina típica de gas lleva grandes cantidades de aire al motor con ayuda de una unidad compresora. Entonces, el combustible entra a la cámaras de combustión donde se combina con aire y se enciende. Los gases calientes de lacombustión se dirigen contra las cubetas u hojas montadas en la rueda de la turbina. Además de la turbina gasificadora que mueve el compresor, existe una turbina de potencia que suministra potencia al árbol del motor movido. Es en la rueda de la turbina que se convierte una porción de la energía cinética de los gases en dilatación en energía rotatoria mecánica. Ver figura 1.
Es en elárea de los gases de escape donde mucho calor y eficiencia pueden ser perdidos en cualquier motor. El desperdicio involucrado en el motor de pistón recíproco es obvio: los gases calientes son removidos del motor, a pesar de mucha energía térmica permanece o queda ahí. Las turbinas de gas están diseñadas para minimizar este tipo de desperdicio. Al pasar los gases por varias etapas de ruedas deturbinas se utiliza la energía a un grado mayor que con una sola rueda de turbina. Además se puede usar un regenerador para precalentar el aire de entrada y aumentar la eficiencia. Ver figura 2.
Otra técnica que se puede usar para aumentar la eficiencia térmica es mandar los gases de escape de la turbina de gas a un sistema de turbina de vapor, formando un ciclo combinado.2.- ¿POR QUÉ UNA TURBINA DE GAS?
El término “gas” se refiere al medio que se produce para mover la rueda de la turbina. Varios combustibles pueden ser usados, tales como gas natural, nafta, aceite destilado, combustibles residuales, combustible para los motores a reacción, combustibles diesel y kerosén.
En consecuencia, el gas es el producto de la combustión del combustible y aire que...
“FRANCISCO DE MIRANDA”
AREA DE TECNOLOGÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
ASIGNATURA: CONVERSIÓN DE ENERGÍA
PROFESOR: Ing. ZOILA PONTILES DE HERNÁNDEZ.
TEMA Nº 3.
GUIA Nº 7
CICLOS DE GASES
CICLO BRAYTON
INTRODUCCION.
En la producción de energía para uso industrial y para satisfacer necesidades de la sociedad humana se han utilizadodiversos dispositivos mecánicos. Ya hemos analizado la planta de vapor, en la que se agrega calor al agua y el vapor resultante se expande en una turbina, la cual produce trabajo mecánico aprovechable. La eficiencia térmica de este tipo de planta oscilaba entre 38 a 41%, aproximadamente. Una de las causas de tan baja eficiencia, es que un fluido intermediario, el agua se emplea para transportar laenergía de los gases calientes de combustión la turbina o maquina motriz. En una planta de potencia con turbina de gas se evita lo anterior mediante el empleo directo de los gases de combustión en el impulso de una turbina especial. Un factor de gran importancia que inclina a la selección de una turbina de gas es que las unidades motrices de esta clase son muy compactas y ligeras. La planta motriz devapor usual ocupa un área mucho mayor y resulta mucho mas pesada y voluminosa. En esta guía se pretende estudiar el comportamiento de este tipo de equipos.
OBJETIVO GENERAL:
Analizar el Ciclo Brayton como un ciclo de aire estándar de aire .
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Describir la operación de una turbina de gas.
Describir las aplicaciones y ventajas de una turbina de gas.Determinar la eficiencia térmica de un ciclo estándar de aire Brayton.
CONTENIDO.
1.- Ciclo Brayton.
2.- ¿Porqué una turbina de gas?
3.- Aplicaciones.
4.- Ventajas de la turbina de gas.
5.- Ciclo fundamental en una planta de turbina de gas.
6.- Análisis del ciclo
7.- Problema.
Bibliografía Complementaria.
DESARROLLO DEL CONTENIDO.
1.- CICLO BRAYTON.
El principio básico quesubyace el motor de turbina a gas es el de convertir la energía cinética de gases calientes en expansión en energía rotatoria mecánica de una rueda de turbina. En esencia, la turbina típica de gas lleva grandes cantidades de aire al motor con ayuda de una unidad compresora. Entonces, el combustible entra a la cámaras de combustión donde se combina con aire y se enciende. Los gases calientes de lacombustión se dirigen contra las cubetas u hojas montadas en la rueda de la turbina. Además de la turbina gasificadora que mueve el compresor, existe una turbina de potencia que suministra potencia al árbol del motor movido. Es en la rueda de la turbina que se convierte una porción de la energía cinética de los gases en dilatación en energía rotatoria mecánica. Ver figura 1.
Es en elárea de los gases de escape donde mucho calor y eficiencia pueden ser perdidos en cualquier motor. El desperdicio involucrado en el motor de pistón recíproco es obvio: los gases calientes son removidos del motor, a pesar de mucha energía térmica permanece o queda ahí. Las turbinas de gas están diseñadas para minimizar este tipo de desperdicio. Al pasar los gases por varias etapas de ruedas deturbinas se utiliza la energía a un grado mayor que con una sola rueda de turbina. Además se puede usar un regenerador para precalentar el aire de entrada y aumentar la eficiencia. Ver figura 2.
Otra técnica que se puede usar para aumentar la eficiencia térmica es mandar los gases de escape de la turbina de gas a un sistema de turbina de vapor, formando un ciclo combinado.2.- ¿POR QUÉ UNA TURBINA DE GAS?
El término “gas” se refiere al medio que se produce para mover la rueda de la turbina. Varios combustibles pueden ser usados, tales como gas natural, nafta, aceite destilado, combustibles residuales, combustible para los motores a reacción, combustibles diesel y kerosén.
En consecuencia, el gas es el producto de la combustión del combustible y aire que...
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