térmica de ciclo rankine recalentado regenerativa

ABREVIATURAS
WTneto= Trabajo total de la turbina
WBneto= Trabajo total de la bomba
qin= Calor entregado a la sustancia
P= Presión
T=Temperatura
qout= Calor cedido al medio
WTAP= Trabajo de turbina (cilindro de alta presión)
WTBP= trabajo de turbina (cilindro de baja presión)
IRAP=Intercambiador regenerativo de alta presión
IRBP= Intercambiador regenerativo de baja presión
h=Entalpia
s= Entropía
X= calidad
sf= Entropía del liquido saturado
sg= Entropía del vapor saturado
hf= Entalpia del liquido saturado
hg= Entalpia del vapor saturado
ῃbc=Eficiencia bomba de condensado
ῃba=Eficiencia bomba de alimentación
ῃt=Eficiencia de turbina
BWR= Fracción de trabajo para consumo interno (Back Work Ratio)







1. INTRODUCCION
El Ciclo de Rankine es un ciclotermodinámico en el que se relaciona el consumo de calor con la producción de trabajo. Debe su nombre a su desarrollador, el ingeniero y físico escocés William John Macquorn Rankine.
El ciclo Rankine es un ciclo de planta de fuerza que opera con vapor. Este es producido en una caldera a alta presión para luego ser llevado a una turbina donde produce energía cinética, donde perderá 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 ingresarlo a la caldera. Existen algunas mejoras al ciclo, como por ejemplo agregar sobrecalentadores a la salida de la caldera que permitan obtener vapor sobrecalentado para que entre a la turbina y aumentar así el rendimiento del ciclo.Diagrama T-s del ciclo


El diagrama T-S de un ciclo de Rankine con vapor de alta presión sobrecalentado.

Existen cuatro procesos distintos en el desarrollo del ciclo, los cuales van cambiando el estado del fluido. Estos estados quedan definidos por los números del 1 al 4 en el diagrama T-s. Los procesos que tenemos son los siguientes (suponiendo ciclo ideal con procesos internamentereversibles):
Proceso 1-2: Compresión isoentrópica en la bomba. En él se aumenta la presión del fluido mediante un compresor o bomba, al que se le aporta un determinado trabajo.
Proceso 2-3: Transmisión de calor hacia el fluido de trabajo a presión constante en la caldera. En la realidad, los procesos no son internamente reversibles, pues tenemos distintas irreversibilidades y pérdidas, lo que serefleja en que los procesos 1-2 y 3-4 no son isoentrópicos.
Proceso 3-4: Expansión isoentrópica del fluido de trabajo en la turbina desde la presión de la caldera hasta la presión del condensador.
Proceso 4-1: Transmisión de calor desde el fluido de trabajo al refrigerante a presión constante en el condensador hasta el estado de líquido saturado.

Variables
qin = Potencia térmica de entrada(energía por unidad de tiempo)
W = Trabajo neto
ῃ = eficiencia termodinámica del proceso
h1, h2, h3, h4 = Estas son las Entalpías específicas a los puntos indicados en el
diagrama T-S
Ciclo Rankine regenerativo
En esta variación se introduce un nuevo elemento al ciclo, un calentador abierto. Este elemento consiste en un intercambiador de calor por contacto directo en el cual se mezclan doscorrientes de agua para dar una corriente de temperatura intermedia. De las dos corrientes que entran al calentador una proviene de una extracción de vapor de la turbina y la otra del condensador (sufre la expansión total). Como las presiones en el calentador han de ser iguales, se añade una bomba después del condensador para igualar la presión de la parte del vapor que ha sufrido la expansióncompleta a la de la extracción. En esta variación del ciclo de Rankine, encontramos ventajas respecto al ciclo simple como un aumento del
rendimiento y una reducción del aporte de calor a la caldera. Pero por otro lado también encontraremos inconvenientes como una reducción de la potencia de la turbina y un aumento de la complejidad de la instalación, ya que añadiremos a la instalación una bomba más...