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Resumen

El ciclo de Rankine es un ciclo termodinámico que tiene como objetivo la conversión de calor en trabajo, constituyendo lo que se denomina un ciclo de potencia. Como cualquier otro ciclo de potencia, su eficiencia está acotada por la eficiencia termodinámica de un ciclo de Carnot que operase entre los mismos focos térmicos (límite máximo que impone el Segundo Principio de laTermodinámica). Debe su nombre a su desarrollador, el ingeniero y físico escocés William John Macquorn Rankine.
El ciclo Rankine es un ciclo que opera con vapor, y es el que se utiliza en las centrales termoeléctricas. Consiste en calentar agua en una caldera hasta evaporarla y elevar la presión del vapor. Éste será llevado a una turbina donde produce energía cinética a costa de perder presión. Su caminocontinúa al seguir hacia un condensador donde lo que queda de vapor pasa a estado líquido para poder entrar a una bomba que le subirá la presión para nuevamente poder introducirlo a la caldera.
Existen algunas mejoras al ciclo descrito que permiten mejorar su eficiencia, como por ejemplo sobrecalentamiento del vapor a la entrada de la turbina, recalentamiento entre etapas de turbina o regeneracióndel agua de alimentación a caldera.
Existen también centrales alimentadas mediante energía solar térmica (centrales termosolares), en cuyo caso la caldera es sustituida por un campo de colectores cilindro-parabólicos o un sistema de helióstatos y torre. Además este tipo de centrales poseen un sistema de almacenamiento térmico, habitualmente de sales fundidas. El resto del ciclo, así como de losequipos que lo implementan, serían los mismos que se utilizan en una central térmica de vapor convencional.
El proceso del ciclo Rankine se puede estudiar de este modo en el proceso E-A se aumenta la presión del líquido sin pérdidas de calor mediante un compresor o bomba, al que se aporta un pequeño trabajo.
- El proceso A-B-C es una transmisión de calor hacia el fluido de trabajo a presiónconstante en la caldera. Con este calor se evapora todo el líquido y se calienta el vapor hasta la temperatura máxima.
- La expansión del proceso C-D se realiza de forma adiabática. El vapor realiza un trabajo en la turbina desde la presión de la caldera hasta un valor bajo de presión al cual se transfiere el vapor al condensador.
- El proceso D-E consiste en refrigerar el vapor de trabajo a presiónconstante en el condensador hasta el estado de líquido, para iniciar de nuevo el ciclo.
El ciclo Rankine es un ciclo termodinámico reversible formado por cuatro etapas:
1. Compresión isoentrópica. Se aumenta la presión del fluido mediante una bomba.
2. Absorción de calor a presión constante. Una fuente de calor (normalmente una caldera) calienta el fluido manteniendo la presión constantehaciendo que este se empiece a evaporar.
3. Expansión isoentrópica. Se expande el fluido evaporado en una turbina generando trabajo y reduciendo su presión.
4. Cesión de calor a presión constante. El fluido es enfriado en un condensador haciendo que licue.
Las máquinas térmicas que usan este ciclo son motores térmicos ya que producen trabajo. Se suelen utilizar en las centrales térmicasdonde se aprovecha el trabajo que se produce para generar electricidad.

En el siguiente trabajo se desarrollaran puntos importantes sobre el ciclo de Rankine y su funcionamiento y aplicaciones.











Abstracto
The Rankine cycle is a thermodynamic cycle which aims at the conversion of heat into work, constituting what is called a power cycle. Like any power cycle, its efficiencyis limited by the thermodynamic efficiency of a Carnot cycle that operated between the same thermal reservoirs (ceiling imposed by the Second Law of Thermodynamics). It was named after its developer, the Scottish engineer and physicist William Rankine John Macquorn.
The Rankine cycle is a steam cycle that operates and is used in thermoelectric power plants. Is to heat water in a boiler to...