CICLO RANKINE
Es posible eliminar muchos de los aspectos imprácticos asociados con el ciclo de Carnot si el vapor es sobrecalentado en la caldera y condensado por completo en el condensador. Loque resulta es el ciclo Rankine, el cual es el ciclo ideal para las centrales eléctricas de vapor.
El ciclo Rankine ideal no incluye ninguna irreversibilidad interna, y está compuesto de los siguientescuatro procesos:
1-2: Compresión isentrópica en una bomba.
2-3: Adición de calor a presión constante en una caldera.
3-4: Expansión isentrópica en una turbina.
4-1: Rechazo de calor a presiónconstante en un condensador.
El agua entra a la bomba en el estado 1 como líquido saturado, y se comprime isentrópicamente hasta la presión de operación de la caldera. La temperatura del agua aumenta un pocodurante este proceso de compresión isentrópica debido a una ligera disminución en el volumen específico del agua.
La distancia vertical entre los estados 1 y 2 en el diagrama T-s se exagera demanera considerable para mayor claridad.
El agua entra a la caldera como líquido comprimido en el estado 2 y sale como vapor sobrecalentado en el estado 3. La caldera es básicamente un gran intercambiadorde calor donde el calor que se origina en los gases de combustión, reactores nucleares u otras fuentes, se transfiere al agua esencialmente a presión constante. La caldera, junto con la sección(sobre calentador) donde el vapor se sobrecalienta, recibe el nombre de generador de vapor.
El vapor sobrecalentado en el estado 3, entra a la turbina donde se expande isentrópicamente y produce trabajoal hacer girar el eje conectado a un generador eléctrico. La presión y la temperatura del vapor disminuyen durante este estado hasta los valores del estado 4, donde el vapor entra al condensador.
Eneste estado el vapor es, por lo general, un vapor húmedo con una alta calidad. El vapor se condensa a presión constante en el condensador, el cual es, básicamente, un gran intercambiador de calor,...
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