Termodinamica

Sistema de vapor

La corriente 8, a P8 = 1 bar y t8 = 40 _C, se comprime en la bomba B con ηsB = 0,8 hasta P9 = 16 bar, y entra en la caldera de recuperaciónde calor RC, de la que sale a t10 = 430 _C. Dicho vapor se expansiona en la turbina de vapor TV con ηsTV = 0,84 hasta P11 = 8 bar.

Calcular, por kg/s de vaporcirculante:

1.Temperatura, entalpía y entropía de cada punto indicado

2.Trabajo específico de B y TV, y calor absorbido por el agua en RC

Para el agualíquida pueden considerarse: cLp
= 4,18 kJ/kg K; vL = 10−3 m3/kg; _L _ 0.
A 1 bar y 40 _C: h8 = 167,5 kJ/kg; s8 = 0,572 1 kJ/kg. De tablas del agua:

SOLUCION:PRIMERA PARTE

Datos punto 8: t8 = 40ºC, h8=167.5 KJ/Kg, s8 = 0.5721 KJ/KgK


Datos punto 9: Punto de apoyo.

P9 = 16bar

CpL = 4,18

ta = 40ºC
ha=168.9
sa = 0.5715
s9s = s8 = sa + CpL ln ( T9s – Ta) → T9s = 313.045K
h9s – ha = CpL (T9s – Ta) → h9s = 169,887 KJ/kg
ηs = (h8 – h9s)/(h8 – h9) → h9 =169.483 KJ/kg
T9= Ta + (h9 – ha)/CpL = 313.14K

Punto 10:
t10 = 430ºC
P10 = P9 = 16 bar
Buscando los valores en tablas:
h10 = 3319.8 KJ/kg
s10= 7.3336KJ/kgK

Punto 11:
P11 = 8 bar
ηs = 0.84
Como tenemos s11 = s10, tomamos el valor de la entropía en el punto 10 y buscamos h11
Buscando en tablas:
s11= 7,3422 KJ/KgK
h11 = 3120.4 KJ/kg
η = (h10 – h11)/ (h10 – h11s) → h11 = 3152.30 KJ/kg
Buscando en tablas h11 y presión a 8 bares, obtenemos aproximando:T11 = 345ºC = 618 K
s11 = 7.39 KJ/Kg K
SEGUNDA PARTE:
WBOMBA= (h8 – h9) = -1.98KJ/Kg
Wtv = (h10 – h11) = 167.5KJ/kg
qcaldera= (h10 – h9) = 3150.32 KJ/Kg