Turbina

Objetivos
Analizar como se aprovecha el trabajo neto de un ciclo de potencia para obtener otro tipo de trabajo, eléctrico en este caso.

Calcular la eficiencia del ciclo Rankine.

Procedimiento

Una vez que la turbina ha alcanzado su velocidad gobernada y ha sido cuidadosamente calentada, cierre todas las toberas excepto una de condensación, asegurando que esta tobera esté completamenteabierta. Permita unos minutos para que las diferentes unidades de la planta obtengan condiciones finas, y luego obtenga el promedio de las cantidades tabuladas por un período de cinco (5) minutos. Repita el procedimiento para los incrementos posteriores de carga hasta que se obtenga la carga máxima para una tobera, permitiendo unos pocos minutos para obtener condiciones estables después de cadaalteración de carga.

Nota: La carga máxima se logra cuando la velocidad comienza a disminuir.

Datos Experimentales

Siguiendo el procedimiento explicado anteriormente se obtuvo la siguiente tabla de resultados. Los valores fueron convenientemente transformados a las unidades necesarias para evitar las transformaciones posteriores.

| |Tensión |Corriente |Carga|rpm del |Pentrada Turbina|Psalida |
| |(voltios) |(Amp) |(kgf) |generador |(psig) |Turbina |
| | | | |(rpm) | |(psig) |
|1 Tobera |300 |8.0 |3.63 |2400 |42.67|-9.33 |
|2 Toberas |265 |12.5 |4.08 |2900 |35.56 |-8.84 |
|3 Toberas |200 |15.0 |4.08 |2600 |28.45 |-8.84 |
|4 Toberas |160 |16.5 |3.86 |2500 |28.45 |-8.84 |

||Flujo másico |Pcond. |Tentrada |Tsalida |
| |(lbm/hr) |(psig) |vapor |vapor |
| | | |(º F) |(º F) |
|1 Tobera |306.94 |-10.31 |356.0 |150 |
|2 Toberas |283.65 |-10.81|357.8 |152 |
|3 Toberas |293.18 |-10.81 |357.8 |159 |
|4 Toberas |288.94 |-10.81 |361.4 |189 |

Otros Datos:

|Radio del Dinamómetro |11.875 pulg |
|Temp. de salida del condensado |78.8 º F ||Temperatura del condensador |284 º F |
|Presión atmosférica |13.76 psi |
|Temperatura ambiente |80.6 º F |
|Presión de salida de la caldera |135 psig |
|Temperatura de salida de la caldera |365 º F|
|Temperatura de salida del sobrecalentador |500 º F |

Cálculos Típicos

Tal como se aprecia en las tablas de resultados, la diferencia de presión del vapor entra la salida de la caldera y a la entrada de la turbina es exageradamente alta, lo cual indica que los resultados que se obtendrán no serán muy confiables.

Vapor consumido [lbm/hr] [lbm/bHP hr]

Dadoque todo el vapor producido por la caldera es consumido en el ciclo, entonces el volumen del condensado a la salida del condensador, por continuidad, será igual al vapor consumido por el ciclo, asumiendo una densidad de ρ = 2.205 lbm/litro y sabiendo que la potencia en el eje de la turbina se calcula mediante la expresión siguiente:

[pic]
Donde rpm son las revoluciones de la turbina y no del...