CICLO CARNOT Y RANKINE LIMITACIONES 2015 V2

CICLO CARNOT vs CICLO
RANKINE

Fuente: Capitulo Sistemas de Potencia y Refrigeración.
Fundamentos de Termodinámica (Van Wylen).

El Ciclo Rankine, es el modelo idealizado,
para una Termoeléctricasimple.
En el Ciclo Rankine, el fluido de trabajo,
experimenta una serie de procesos y
finalmente regresa al estado inicial
(Trabaja en Ciclo Cerrado).

Ciclo Rankine

hterm= W neto / Q H = área1-2-2’-3-4-1 / área a-2-2’-3-b-a
Ciclo de Carnot: 1’- 2’- 3 - 4 - 1’

Consideraciones del Ciclo Rankine:
• Cada proceso interno es internamente reversible
y tiene cambios insignificantes de energía cinéticay potencial.
• Los dos procesos de transferencia de calor (en la
Caldera y en el Condensador), son a presión
constante (No hay trabajo).
• Los procesos en la Turbina y en la Bomba, son
Adiabáticos(por lo tanto isoentrópicos).
• Para aumentar el rendimiento del ciclo, se debe
aumentar la Temp. prom. a la que se suministra
calor (Caldera), o se debe disminuir la Temp.
prom. a la que se cede calor(Condensador).

¿Porque se elige el ciclo Rankine como
el ciclo de uso practico cuando el ciclo
de Carnot es el de mayor eficiencia
para una maquina térmica?

Sobrecalentamient
a P=cte

Dificultadpara el
proceso de
sobrecalentamiento
Aquí se bombea
solo liquido

Dificultad para
bombear mezcla de
liquido + vapor

Resumiendo
• Carnot: grandes dificultades para construir una
bomba que opere conuna mezcla de liquido y
vapor.
• Rankine: es mucho mas fácil condensar
completamente el vapor y así la bomba opera solo
con liquido
• Rankine: el vapor se sobrecalienta a p=cte
• Carnot, elsobrecalentamiento se debe hacer
transmitiendo calor al mismo tiempo que un
proceso de expansión lo que es difícil en la practica

Ejemplo 1 (Ciclo Rankine Simple):
• Determinar la eficiencia de un CicloRankine, utilizando vapor como
fluido de trabajo, en donde la presión del condensador es de 0,07
kg/cm2. La presión en la caldera es de 21,1 kg7cm2. El vapor sale de
la caldera como saturado.
• hterm =...