Potencia de vapor

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA” COMPLEJO ACADÉMICO "EL SABINO" PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA AREA DE TECNOLOGÍA UNIDAD CURRICULAR: TERMODINÁMICA APLICADA CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR INGENIERO. JOSMERY SÁNCHEZ

INTRODUCCIÓN En la presente unidad temática se estudiarán los ciclos de potencia de vapor de agua los cuales operan con el ciclo básico Rankine. Los ciclos devapor de agua presentan en algunas partes de los procesos, tanto la fase liquida como la fase de vapor. Se estudiarán los sistemas de generación de potencia por medio del vapor, que siguen siendo los responsables de más de la mitad de la energía eléctrica que se produce en el mundo. Pocas industrias no disponen de generación de vapor propio ya sea para energía eléctrica o calentamiento, por lo quees necesaria la instalación de los siguientes modelos referenciales que contienen procesos idealizados, garantizando información cualitativa sobre los parámetros cuando se emplea vapor para calentamiento y para generar energía, cuyo sistema suele ser bastante complejo. II. 1.OBJETIVO DIDÁCTICO Determinar los diferentes parámetros que permitan evaluar el comportamiento termodinámico de los ciclosde potencia de vapor Rankine en sus diferentes modalidades. II. 2.OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Estudio de los ciclos de vapor basados en Carnot, en Rankine, adaptando las ecuaciones termodinámicas que determinan el rendimiento térmico, a través del trabajo neto y el calor transferido al ciclo.  Análisis de la influencia en las condiciones de los ciclos de vapor cuando existen variaciones de presión ytemperatura.  Determinación de las principales diferencias entre los ciclos reales e ideales y las causas que las provocan.  Establecimiento de modificaciones al ciclo Rankine como forma de incrementar la capacidad y mejorar el rendimiento, basados en el principio del recalentamiento y en el principio de la regeneración. CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR Es necesario tener presentes distintos aspectostratados en termodinámica, relacionados con el ciclo de Carnot debido a su utilización como criterio básico y referencial que permita evaluar el desempeño de otros ciclos y en este caso el ciclo de potencia de vapor Rankine, haciendo las comparaciones correspondientes para así lograr caracterizar el funcionamiento de una maquina térmica bajo el esquema de los ciclo termodinámicos. 1. CICLO DEPOTENCIA DE CARNOT Es un ciclo reversible, que permite que los cuatro procesos existentes en el puedan invertirse, el cual se desarrolla al someter el fluido (agua) a los dispositivos termodinamicos como lo es el evaporador, compresor, condensador, y turbina.

1

Procesos que comprende: 1-2 (Caldera): Se absorbe calor en un proceso Isotérmico, hasta alcanzar vapor saturado. 2-3 (Turbina):Expansión Adiabática del fluido donde alcanza la temperatura baja TB 3-4 (Condensador): Se condensa el fluido a presión y temperatura constante, donde cede calor QB. 4-1 (Compresor): Se comprime isoentrópicamente vapor de agua húmedo, que se encuentra en el estado 4, hasta el estado 1 de líquido saturado. Es decir: existen dos procesos isotérmicos reversibles y dos procesos adiabáticos reversibles(Isoentrópicos). Es impráctico utilizar el ciclo de Carnot con fluidos que sufran cambios en sus fases, ya que:  Es difícil comprimir isoentropicamente una mezcla con 2 fases (líquido-vapor).  El proceso de condensación tendría que controlarse con mucha precisión para lograr al final las características deseadas en el estado 1.  La eficiencia se ve muy afectada por la temperatura T2 a la cual sesuministra la energía. 2. CICLO RANKINE SIMPLE Este ciclo es una es una modificación del ciclo Carnot, con el fin de mejorar el sistema térmico y corregir los problemas que este produce.
q,ent

Caldera Wsal, tur Went, bom Bomba q,sal Condensador
Wen

Turbina q,ent

q,sal

2-3. (Caldera): El sistema que funciona según este ciclo consta de una caldera, donde el agua (que es el fluido mas...