Practica6



UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

LAB. MAQUINAS TERMICAS

REPORTE PRACTICA 6

PRESENTA: De La Fuente Azpeitia Bruno

No. Cuenta: 307006129


Grupo:24 03/Septiembre/2015
Objetivo.
Estudio del ciclo ideal de Rankine, y sus modificaciones.
Cálculo deeficiencias. Obtención de la línea Willan.
Representación del ciclo en los diagramas T-S

Ciclo Rankine
El ciclo Rankine es un ciclo de potencia representativo del proceso termodinámico que tiene lugar en una central térmica de vapor. Utiliza un fluido de trabajo que alternativamente evapora y condensa, típicamente agua (si bien existen otros tipos de sustancias que pueden ser utilizados, como en losciclos Rankine orgánicos). Mediante la quema de un combustible, el vapor de agua es producido en una caldera a alta presión para luego ser llevado a una turbina donde se expande para generar trabajo mecánico en su eje (este eje, solidariamente unido al de un generador eléctrico, es el que generará la electricidad en la central térmica). El vapor de baja presión que sale de la turbina se introduce en uncondensador, equipo donde el vapor condensa y cambia al estado líquido (habitualmente el calor es evacuado mediante una corriente de refrigeración procedente del mar, de un río o de un lago). Posteriormente, una bomba se encarga de aumentar la presión del fluido en fase líquida para volver a introducirlo nuevamente en la caldera, cerrando de esta manera el ciclo.
En resumen, los procesos delciclo Rankine ocurren de la siguiente manera:
1-2: compresión isentrópica en la bomba. Entra trabajo.
2-3: entrada de calor a presión constante.
3-4: expansión isentrópica. Sale trabajo.
4-1: Rechazo de calor a presión constante.
El ciclo Rankine con recalentamiento es una variación del ciclo Rankine normal en donde se recalienta el vapor en la misma caldera y este entra a una segunda turbina (debaja presión), y sale el flujo al condensador.
El ciclo Rankine con regeneración, varía porque el flujo de vapor que sale de la turbina se divide y una parte se dirige al condensador y después a un calentador, done llega la otra parte del flujo a la misma presión, intercambian calor y se convierte el flujo en líquido saturado a una temperatura más alta.

Incremento de la eficiencia del ciclorankine
Esto se puede lograr de las siguientes 5 formas:
1. Incrementando la presión del vapor a la salida de la caldera
2. Sobrecalentando el vapor que sale de la caldera
3. Disminuyendo la presión del vapor que sale de la turbina
4. Recalentando el vapor que sale de los primeros pasos de la turbina y volviendo a introducirlo en los pasos restantes
5. Usando un ciclo regenerativo para precalentar elagua de alimentación a la caldera.
Diagrama T-S
Explicación del diagrama T-S

5-1 Entra calor a presión constante, cambio de fase de líquido a vapor.
1-2 Es un proceso isentálpico donde hay caída de presión y temperatura.
2-3R Hay compresión y se genera trabajo en la turbina.
3-4 Rechazo de calor a presión constante.

Suministro de vapor en el laboratorio
La turbina es marca Westinghouseacoplada directamente a un generador de corriente continua con devanado compound de una capacidad de 10 kW. Es de simple impulso con un sólo rodete y con inversión del escape, para que el vapor que sale del rodete, previa inversión del sentido de su velocidad por unas guías, pase nuevamente entre los álabes y transmita una cantidad adicional de energía al eje.

Cálculo de eficiencias

Eficiencia delciclo teórico:

Nc=(h2-h3R)/(h2-h3T) * 100

Eficiencia interna de la turbina

Ni=(h2-h3T)/(h2-h5) * 100

Eficiencia mecánica de la turbina

Nmec= Wn/(h2-h3R) *100

Eficiencia de la máquina

Nm= VI/M(h2-h3T) *100

Eficiencia térmica

Nt=(h2-h3R)/(h2-h5) * 100

Eficiencia de la caldera

Ncal=(h2-h5)/GxPC *100



Desarrollo.

Material.
1 termómetro de 150 °C
1 termometro de 100 °C
1 cronómetro
1...