Brayton Simple

Ejemplo 9-5 El ciclo Brayton ideal simple
Una central eléctrica de turbina de gas que opera en un ciclo brayton ideal tiene una relación de presión de 8. La temperaturadel gas es de 300K en la entrada del compresor y de 1300K en la entrada de la turbina. Utilice las suposiciones de aire estándar y determine a) la temperatura del gas a lasalida del compresor y de la turbina, b) la relación del trabajo de retroceso y c) la eficiencia térmica.
a) Las temperaturas del aire a la entrada del compresor y salida dela turbina se obtienen de las relaciones isentrópicas
Con las tablas de las propiedades de gas ideal del aire
Proceso 1-2 (compresión isentrópica de un gas ideal)
T1= 300Kh1=300.19kJ/kg
Pr1=1.386
Pr2=P2P1Pr1=81.386= 11.09
Pr2=11.09 h2= 544.35 kJ/kg
T2= 540K Temperatura a la salida del compresor

Proceso 3-4 (expansión isentrópica deun gas ideal)
T3= 1300K h3= 1395.97kJ/kg
Pr3= 330.9
Pr4=P4P3Pr3=1/8330.9= 41.36
Pr4=41.36 h4= 789.37 kJ/kg
T4= 770K Temperatura a la salida de la turbina
b) Paraencontrar la relación del trabajo de retroceso, se necesita encontrar la entrada al compresor y la salida de trabajo de la turbina.
wentradacomp=h2-h1=544.35-330.19=244.16kJkg
wsalida turbina=h3-h4=1395.97-789.37=606.60kJkg
Relación del trabajo de retroceso:
rbw= wentrada compwsalida turbina= 244.16606.60=0.403
El 40.3% de la salida detrabajo de la turbina se utiliza para activar el compresor.
c) La eficiencia del ciclo es la relación entre la salida de potencia neta y la entrada de calor total:qentrada=h3-h2=1395.97-544.35=851.62kJkg
wneto=wsalida turbina - wentrada comp = 606.60 - 244.16 = 362.4 kJ/kg
ηter= wnetoqentrada= 0.426
La eficiencia térmica es del 42.6 %.