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CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR

1. Una planta termoeléctrica funciona con vapor de agua como fluido de trabajo en un ciclo Rankine. El vapor que entra en la turbina es saturado a 6 MPa y del condensador sale líquido saturado a la presión de 7.5 kPa. La potencia neta obtenida es 120 MW. Determine para el ciclo: (a) rendimiento térmico; (b) relación de trabajos (trabajo de bomba/trabajo deturbina); (c) flujo másico de vapor; (d) calor absorbido por el fluido de trabajo a su paso por la caldera (MW); (e) calor cedido por el fluido de trabajo en el condensador (MW); (f) flujo másico de agua de refrigeración en el condensador (kg/s) si el agua entra en el condensador a 18°C y sale a 38°C. Represente el proceso en un diagrama T-s. Considere que la bomba y la turbina son reversibles.
2.Rehacer el problema 1 suponiendo que el rendimiento isoentrópico de la turbina es 88% y el de la bomba es de 85%.
3. Una planta termoeléctrica opera con un ciclo Rankine con recalentamiento utilizando como fluido de trabajo vapor de agua. Este entra en la primera etapa de la turbina a 6 MPa y 450°C y se expande hasta 600 kPa. Luego se recalienta hasta 350°C antes de entrar en la segunda etapa de laturbina, donde se expande hasta la presión del condensador de 7.5 kPa. La potencia neta obtenida es de 120 MW. Las turbinas y la bomba son isoentrópicas. Determine: (a) el rendimiento térmico del ciclo; (b) el flujo másico de vapor; (c) el flujo másico de agua de refrigeración en el condensador, si entra a 18°C y sale a 38°C. Represente el proceso en un diagrama T-s.
4. Rehacer el problemaanterior considerando una eficiencia isoentrópica de 88% para cada etapa de la turbina y de 85% para la bomba.
5. Un ciclo de potencia regenerativo opera con un calentador abierto del agua de alimentación. El vapor de agua entra en la turbina a 6 MPa y 450°C y se expande hasta la presión del condensador de 7.5 kPa. Parte del vapor es extraído de la turbina a 600 kPa y enviado al calentador abiertodel agua de alimentación. La salida del calentador es líquido saturado a 600 kPa. Las turbinas y la bomba operan reversiblemente. Si la potencia neta del ciclo es de 120 MW, determine: (a) el rendimiento térmico;  (b) el flujo másico de vapor que entra en la primera etapa de la turbina. Represente el proceso en un diagrama T-s.
6. Un ciclo de potencia regenerativo con recalentamiento tiene doscalentadores de agua de alimentación: uno cerrado y el otro abierto. El vapor entra en la primera turbina a 6 MPa y 450°C y se expande hasta 600 kPa. Luego el vapor es recalentado hasta 350°C antes de entrar en la segunda turbina, donde se expande hasta la presión del condensador que es de 7.5 kPa. Se extrae vapor de la primera turbina a 2 MPa para alimentar el calentador cerrado del agua dealimentación. Esta corriente deja el calentador cerrado como líquido saturado a 2 MPa. El condensado es llevado a través de una válvula de estrangulación al calentador abierto. Se extrae vapor de la segunda turbina a 200 kPa para alimentar el calentador abierto del agua de alimentación, que opera a 2 bar. La corriente que sale del calentador abierto es líquido saturado a 200 kPa. El agua entra en lacaldera a 200°C y 6 MPa. La potencia neta obtenida en el ciclo es de 120 MW. No existe transferencia de calor entre los distintos componentes del sistema y el entorno. Si las turbinas y las bombas son reversibles, determine: (a) rendimiento térmico del ciclo; (b) flujo másico de vapor que entra en la primera etapa de la turbina. Represente el proceso en un diagrama T-s
7. Vapor a 10 MPa y 450°C entraen una turbina cuyo eficiencia isoentrópica es de 89%, sale a 2 MPa y va hacia el recalentador de la caldera, donde se calienta a presión constante hasta 430°C. Este vapor  se divide en dos flujos, un 60% se descarga en la turbina de baja, expandiéndose hasta 10 kPa con una eficiencia isoentrópica de 87%, de donde pasa al condensador. El 40% restante se estrangula hasta 500 kPa y se lleva a un...