trabajo
Páginas: 2 (364 palabras)
Publicado: 26 de noviembre de 2013
vProblema 1 (35 puntos)
Se presenta el diagrama de flujo de un ciclo combinado gas-vapor (ciclo Brayton/ciclo de Rankine) que quema metano. El ciclo opera de la siguiente manera: se comprimeadiabáticamente aire del ambiente (0), desde T0 = 25 °C y P0 = 1 bar hasta 15 bar (1), con un rendimiento isoentrópico de 0,90. El aire comprimido se mezcla en la cámara de combustión con el combustible(2); la mezcla aire/combustible tiene un gran exceso de aire. La combustión puede suponerse adiabática e isobara. Los productos de combustión (3) salen de la cámara de combustión a 1000 °C con un caudalde 8 kg/s, y se expanden en una turbina adiabática hasta 1 bar y 380 °C (4). Para aprovechar su elevado poder calorífico residual, antes de verter los humos a la atmósfera, alimentan el generador devapor de un ciclo de Rankine, saliendo a 120 °C (5).
El generador de vapor produce vapor a 1200 kPa y 300 °C (6), que se expande en una turbina adiabática hasta la presión del condensador con untítulo de 0,90 (7); del condensador sale como líquido saturado a 40 °C (8). Se puede despreciar el trabajo de la bomba.
Datos y suposiciones:
No hay pérdidas de presión ni calor en ningún puntodel sistema.
La combustión del metano es total (se quema todo) y completa (se quema totalmente), debido al gran exceso de aire.
Considerar el aire como gas ideal, con cp = 1,00 kJ/kgK, k = 1,4.Suponer que los humos de combustión son también gas ideal, con cp = 1,05 kJ/kgK y R = 0,35 kJ/kgK.
La potencia calorífica inferior del metano es PCI = 50140 kJ/kg.
Calcular:
Potencia disponible enlos gases de escape –es decir, su exergía, en unidades de energía por unidad de tiempo– en las condiciones de entrada al generador de vapor.
Temperatura de entrada del aire en la cámara de combustión.Relación másica aire/combustible empleada en la cámara de combustión.
Caudal másico de agua en el ciclo de Rankine.
Potencia neta obtenida en la instalación (kW).
Rendimiento térmico de la...
Se presenta el diagrama de flujo de un ciclo combinado gas-vapor (ciclo Brayton/ciclo de Rankine) que quema metano. El ciclo opera de la siguiente manera: se comprimeadiabáticamente aire del ambiente (0), desde T0 = 25 °C y P0 = 1 bar hasta 15 bar (1), con un rendimiento isoentrópico de 0,90. El aire comprimido se mezcla en la cámara de combustión con el combustible(2); la mezcla aire/combustible tiene un gran exceso de aire. La combustión puede suponerse adiabática e isobara. Los productos de combustión (3) salen de la cámara de combustión a 1000 °C con un caudalde 8 kg/s, y se expanden en una turbina adiabática hasta 1 bar y 380 °C (4). Para aprovechar su elevado poder calorífico residual, antes de verter los humos a la atmósfera, alimentan el generador devapor de un ciclo de Rankine, saliendo a 120 °C (5).
El generador de vapor produce vapor a 1200 kPa y 300 °C (6), que se expande en una turbina adiabática hasta la presión del condensador con untítulo de 0,90 (7); del condensador sale como líquido saturado a 40 °C (8). Se puede despreciar el trabajo de la bomba.
Datos y suposiciones:
No hay pérdidas de presión ni calor en ningún puntodel sistema.
La combustión del metano es total (se quema todo) y completa (se quema totalmente), debido al gran exceso de aire.
Considerar el aire como gas ideal, con cp = 1,00 kJ/kgK, k = 1,4.Suponer que los humos de combustión son también gas ideal, con cp = 1,05 kJ/kgK y R = 0,35 kJ/kgK.
La potencia calorífica inferior del metano es PCI = 50140 kJ/kg.
Calcular:
Potencia disponible enlos gases de escape –es decir, su exergía, en unidades de energía por unidad de tiempo– en las condiciones de entrada al generador de vapor.
Temperatura de entrada del aire en la cámara de combustión.Relación másica aire/combustible empleada en la cámara de combustión.
Caudal másico de agua en el ciclo de Rankine.
Potencia neta obtenida en la instalación (kW).
Rendimiento térmico de la...
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