Ciclo Brayton
Páginas: 30 (7304 palabras)
Publicado: 16 de febrero de 2013
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO
PRACTICA III CICLO BRAYTON
TERMODINÁMICA II
5MM8
ING. RICARDO GARCIA MONROY
Fecha de práctica: 15-10-2012
Fecha de entrega: 22-10-2012
ÍNDICE
Objetivo 1
Desarrollo 1
Ciclo termodinámico 1
Eficiencia térmica 3
Ciclo Brayton 5
Turbina de gas8
Ciclo Rankine 9
Turbina de vapor 11
Propiedades de combustibles 14
Anemómetro 17
Flujómetro 19
Rotámetro 21
Alabes 23
Tobera 25
Conclusiones 28
Bibliografía 32
Anexo 33
OBJETIVO
El equipo comprenderá el funcionamiento de las Turbina a Vapor y Turbina a Gas así como sus respectivos Ciclos Termodinámicos, que son importantes de estudiar para tenerclaro el trabajo que se realizará en condiciones de Temperatura, Presión. La Eficiencia en una máquina es lo más importante que un Ingeniero necesita saber, así como calcular el calor que se suministra y se rechaza en esta máquina.
DESARROLLO
CICLO TERMODINÁMICO
Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos termodinámicos tales que, al transcurso de todos ellos, elsistema regrese a su estado inicial; es decir , que la variación de las magnitudes termodinámicas propias del sistema sea nula.
Un hecho característico de los ciclos termodinámicos es que la primera ley de la termodinámica dicta que: la suma de calor y trabajo recibidos por el sistema debe de ser igual a la suma de calor y trabajo realizados por el sistema.
Los ciclos de vapor los podemos dividirentre ciclos de vapor abiertos y ciclos de vapor cerrados.
Ciclo Abierto:
Este fue el primer ciclo de vapor a utilizarse en forma amplia. Corresponde a las típicas máquinas de vapor de ciclo abierto (locomotoras, locomóviles y muchas máquinas estacionarias en los inicios de la revolución industrial).
El ciclo opera de la siguiente forma: un depósito contiene agua para la caldera (1). Labomba toma el agua del depósito y la inyecta a la caldera (2) (aumentando su presión desde la presión atmosférica hasta la presión de la caldera).
En la caldera (donde se le entrega el calor Q), el agua ebulle, formando vapor. El vapor se extrae de la caldera en la parte superior (3). Por gravedad, solo tiende a salir vapor saturado, por lo tanto sale de la caldera con título muy cercano ax=1. Luego el vapor (a presión) es conducido al motor donde de expande, produciendo el trabajo W.
El motor descarga el vapor utilizado al ambiente que está a 1 atm. Por lo tanto el vapor condensa a 100ºC.
El ciclo de Rankine es conceptualmente muy parecido al anterior. La gran diferencia es que se introduce el condensador. Este tiene por efecto bajar la temperatura de fuente fría y mejorar laeficiencia del ciclo. El efecto es doble:
Desde el punto de vista netamente termodinámico, bajamos la temperatura de la fuente fría, mejorando por lo tanto la eficiencia del ciclo.
Desde el punto de vista mecánico, la presión en el condensador es muy inferior a la atmosférica, lo que hace que la máquina opere con un salto de presiones mayor, lo que aumenta la cantidad de trabajorecuperable por unidad de masa de vapor
Ciclo cerrado:
El ciclo cerrado se puede definir como el conjunto de dos o más procesos termodinámicos, en los que el estado final es igual al inicial.
Un excelente ejemplo de un ciclo termodinámico cerrado es el Ciclo Carnot, el cual que puede funcionar como sistema cerrado o como sistema de flujo en régimen estacionario, el mismo está compuesto por dosprocesos isotérmicos e internamente reversibles y dos procesos adiabáticos e internamente reversibles. Si en varias etapas del ciclo, el fluido de trabajo aparece en la fase líquida y vapor.
Este puede resumirse en la siguiente secuencia de procesos que se muestran en la figura:
EFICIENCIA TÉRMICA
La eficiencia se define como la mayor cantidad de trabajo con el menor es fuerzo posible, de...
PRACTICA III CICLO BRAYTON
TERMODINÁMICA II
5MM8
ING. RICARDO GARCIA MONROY
Fecha de práctica: 15-10-2012
Fecha de entrega: 22-10-2012
ÍNDICE
Objetivo 1
Desarrollo 1
Ciclo termodinámico 1
Eficiencia térmica 3
Ciclo Brayton 5
Turbina de gas8
Ciclo Rankine 9
Turbina de vapor 11
Propiedades de combustibles 14
Anemómetro 17
Flujómetro 19
Rotámetro 21
Alabes 23
Tobera 25
Conclusiones 28
Bibliografía 32
Anexo 33
OBJETIVO
El equipo comprenderá el funcionamiento de las Turbina a Vapor y Turbina a Gas así como sus respectivos Ciclos Termodinámicos, que son importantes de estudiar para tenerclaro el trabajo que se realizará en condiciones de Temperatura, Presión. La Eficiencia en una máquina es lo más importante que un Ingeniero necesita saber, así como calcular el calor que se suministra y se rechaza en esta máquina.
DESARROLLO
CICLO TERMODINÁMICO
Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos termodinámicos tales que, al transcurso de todos ellos, elsistema regrese a su estado inicial; es decir , que la variación de las magnitudes termodinámicas propias del sistema sea nula.
Un hecho característico de los ciclos termodinámicos es que la primera ley de la termodinámica dicta que: la suma de calor y trabajo recibidos por el sistema debe de ser igual a la suma de calor y trabajo realizados por el sistema.
Los ciclos de vapor los podemos dividirentre ciclos de vapor abiertos y ciclos de vapor cerrados.
Ciclo Abierto:
Este fue el primer ciclo de vapor a utilizarse en forma amplia. Corresponde a las típicas máquinas de vapor de ciclo abierto (locomotoras, locomóviles y muchas máquinas estacionarias en los inicios de la revolución industrial).
El ciclo opera de la siguiente forma: un depósito contiene agua para la caldera (1). Labomba toma el agua del depósito y la inyecta a la caldera (2) (aumentando su presión desde la presión atmosférica hasta la presión de la caldera).
En la caldera (donde se le entrega el calor Q), el agua ebulle, formando vapor. El vapor se extrae de la caldera en la parte superior (3). Por gravedad, solo tiende a salir vapor saturado, por lo tanto sale de la caldera con título muy cercano ax=1. Luego el vapor (a presión) es conducido al motor donde de expande, produciendo el trabajo W.
El motor descarga el vapor utilizado al ambiente que está a 1 atm. Por lo tanto el vapor condensa a 100ºC.
El ciclo de Rankine es conceptualmente muy parecido al anterior. La gran diferencia es que se introduce el condensador. Este tiene por efecto bajar la temperatura de fuente fría y mejorar laeficiencia del ciclo. El efecto es doble:
Desde el punto de vista netamente termodinámico, bajamos la temperatura de la fuente fría, mejorando por lo tanto la eficiencia del ciclo.
Desde el punto de vista mecánico, la presión en el condensador es muy inferior a la atmosférica, lo que hace que la máquina opere con un salto de presiones mayor, lo que aumenta la cantidad de trabajorecuperable por unidad de masa de vapor
Ciclo cerrado:
El ciclo cerrado se puede definir como el conjunto de dos o más procesos termodinámicos, en los que el estado final es igual al inicial.
Un excelente ejemplo de un ciclo termodinámico cerrado es el Ciclo Carnot, el cual que puede funcionar como sistema cerrado o como sistema de flujo en régimen estacionario, el mismo está compuesto por dosprocesos isotérmicos e internamente reversibles y dos procesos adiabáticos e internamente reversibles. Si en varias etapas del ciclo, el fluido de trabajo aparece en la fase líquida y vapor.
Este puede resumirse en la siguiente secuencia de procesos que se muestran en la figura:
EFICIENCIA TÉRMICA
La eficiencia se define como la mayor cantidad de trabajo con el menor es fuerzo posible, de...
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