Brayton (algebraico)

En una central eléctrica de Turbina a Gas opera un ciclo Brayton simple que utiliza aire como fluido de trabajo. La energía al final de la compresión ideal es el 80% de la obtenida en el procesoreal, mientras que al final de la expansión real, el aire es un 70% mas energético que en la situación ideal. Si la salida neta de trabajo por unidad de masa de todo el ciclo es de 290kj/kg y laturbina y el compresor son igualmente eficiente en relación al comportamiento isentrópico, determine:
a. Una ecuación reducida que permita evaluar la Temperatura al inicio de la compresión enfunción de la temperatura ideal en la salida del compresor y la salida de la turbina (puede considerar otros parámetros).
b. Si el aire sale idealmente del compresor a 600K y de igual manera,sale de la turbina a 950K determine
i. La Temperatura en la entrada del compresor y la turbina
ii. Eficiencia Térmica del Ciclo
iii. Relación de Presionesiv. Bajo que eficiencia isentrópica están operando el compresor y la turbina

Solución:
a)
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[pic]

De la ecuación del trabajo neto se tiene que:
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Dado que seconsideran calores específicos constantes:

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Siendo las eficiencias isentrópicas del compresor y la turbina iguales:

Que puede ser expresado como:

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Al sustituir T2 y T4 seobtiene:

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Se tienen ahora dos ecuaciones con dos incógnitas:

De ecuación de las eficiencias:

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De la ecuación del trabajo:

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Igualando ambas ecuaciones:

[pic]b) [pic][pic]

i) Temperaturas de entrada del compresor y la turbina
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ii) Eficiencia Térmica del Ciclo

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iii) Relación de Presiones

Aplicación una relaciónisentrópica:
[pic][pic]
Siendo el término P2/P1 la relación de presiones rp, al despejar se obtiene:
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iv) Eficiencia isentrópica de la turbina y compresor

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