Ciclo de Rankine

1. Resumen Se ha investigado el ciclo de rankine con el fin de conocer en detalle todas las implicancias asociadas a este ciclo de potencia de vapor. Se elaboro un informe en el cual se describió paso a paso los procesos por los que recorre este ciclo termodinámico. A medida que se fue estructurando la base teórica asociada al ciclo, se fueron mostrando ciertas discrepancias entre lo ideal y loreal.

2. Introducción Muchos de los términos ingenieriles utilizados en el área de la termodinámica son conceptos altamente interiorizados por la experiencia cotidiana, tales como temperatura, presión, volumen, etc. Sin embargo el termino de trabajo es un poco menos evidente, R.Serway junto a J.Jewett lo explican de una manera bastante simple, si tienes un borrador en una posición horizontalsobre un riel, y le aplicas una fuerza perpendicular a la superficie, por muy grande que tenga la magnitud esta fuerza el borrador no se deslizara, por el contrario si la fuerza que se aplica es paralela al riel, y con su magnitud se supera el roce, el borrador se moverá inmediatamente (7ed, 2008). A pesar de que en el trabajo es muy importante la dirección vectorial de la fuerza, este tiene unamagnitud escalar. Es comprensible que el humanos ha buscado formas de minimizar la fuerza que debe ejercer para realizar trabajo, actualmente y gracias a los avances tecnológicos y teóricos se han creado plantas en las cuales es posible obtener trabajo a partir de calor, mediante el básico principio de termodinámica que acorde a lo expresado por Y.Cengel y M.Boles en relación a las maquinas térmicas,siempre que se produzca un intercambio de calor entre una fuente y un sumidero, se podrá obtener trabajo en este proceso (5ed, 2002) A continuación se estudiara uno de los procesos en los cuales se obtiene trabajo a partir del calor, el Ciclo de Rankine. En este ciclo se manipula un fluido de trabajo, el agua, el cual mediante el uso controlado de sus puntos de ebullición y fusión así también delas propiedades de cada fase se logra el movimiento de una turbina que produce trabajo gracias a la energía adquirida por el fluido gracias al calor.

3. Objetivos 3.1Objetivo General
 Analizar y comprender como mediante el ciclo de Rankine se puede obtener trabajo a partir del calor.
3.2Objetivos Específicos
 Estudiar las herramientas e instrumentos involucrados en el proceso.
 Evaluarcondiciones ideales para que el proceso tenga un máximo rendimiento
 Investigar los fenómenos, fuerzas, reacciones que hacen posible que se produzca este ciclo
 Examinar las mejoras que se pueden realizar en el ciclo de rankine básico para un mayor rendimiento.
 Describir las divergencias que existen entre los procesos ideales descritos por la termodinámica y los procesos reales.

4. Ciclode Rankine El ciclo térmico ideal que utiliza la potencia del vapor de agua, se compone necesariamente de traspasos de calor (presión constante), hacia el fluido de trabajo desde la caldera, o desde el fluido de trabajo hacia un sumidero y de trabajo (temperatura constante) que se suministra al fluido en la bomba de calor o que cede hacia la turbina. El ciclo Rankine (debe su nombre al físicoescocés William Rankine) opera con potencia de vapor y utilizado principalmente en plantas termoeléctricas y plantas afines. Consiste en evaporar agua en una caldera y elevar la presión del vapor. Luego este será llevado a una turbina donde pierde presión produciendo energía cinética. Después es llevado hacia un condensador donde lo que queda de vapor se condensa (pasando a estado liquido) para poderentrar a una bomba que le subirá la presión para nuevamente introducirlo a la caldera.
Este ciclo no incluye ninguna irreversibilidad interna. Y trabaja en cuatro pasos básicamente, los cuales son:
Figura 2: Diagrama T-s, ciclo de rankine ideal.
Figura 1: El ciclo básico de Rankine

1-2 Se produce la compresión a presión en la bomba de calor. 2-3 En la caldera se cede calor al fluido de...