Tarea ciclos
--Calculamos la entropía del vapor saturado a 0.1 bar mediante interpolación entre: o P = 0.1235 bar S = 8.0763 kJ / kg K o P = 0.09593 bar S = 8.1648 kJ / kg K El resultado es: Svap = 8,089 kJ / kg K --Calculamos la entropía dellíquido saturado a 0.1 bar mediante interpolación entre: o P = 0.1235 bar S = 1.0121 kJ / kg K o P = 0.09593 bar S = 0.6387 kJ / kg K El resultado es: Sliq = 0,694 kJ / kg K --Calculamos la entropía en el punto 5, que será la misma que en el punto 4, ya que la expansión en la turbina es isoentrópica. Como en el punto 4 la presión es de 5 bar, ya que suponemos que la cámara de flash trabaja a presiónconstante, calculamos la entropía del vapor saturado a 5 bar: S5 = 6,828 kJ / kg K --Si la corriente de salida fuera 100% líquido, la calidad del vapor sería 0% y si fuera 100% vapor sería 100%. Con las entropías del vapor y del líquido y el 0 y el 100 hacemos una interpolación para hallar la calidad del vapor “c”:
(a) La calidad del vapor a la salida de la turbina (en el punto 5).
c= 82,86%(100 – c) / (100 – 0) = (Svap – S5)/ (Svap – Sliq) Sustituyendo en esta fórmula los valores calculados y despejando c, obtenemos:
Como nos dicen que todos los componentes son adiabáticos, el calor intercambiado con los alrededores es cero, y suponemos que es una turbina ideal isoentrópica, es decir, que la eficacia isoentrópica es del 100%. Por tanto, la potencia producida por la turbinaserá igual a la diferencia de entalpías entre la entrada y la salida: W = mv * (hentrada - hsalida) -- hentrada será la entalpía del vapor saturado a 5 bares: hentrada = 2748,7 kJ/kg -- hsalida será la entalpía de la mezcla (L + V) saturado a 10kPa y S= 6.8218 kJ/kg K, si miramos en el diagrama, es aproximadamente: hsalida = 2200 kJ/ kg
(b) La potencia producida por la turbina en kW.
--Paracalcular mv, calculamos la calidad del vapor en el punto 2 y suponemos que esa mezcla tiene la misma composición que la mezcla que sale separada de la cámara de flash, así tenemos los flujos de líquido y de vapor que salen del flash. El flujo que nos interesa es del vapor, ya que es el que luego va a pasar por la turbina. o Punto 2: P = 5 bar; H = 762.81 kJ/ kg (es la misma entalpía del punto 1, yaque en la válvula la expansión es isoentálpica). o Miramos en las tablas la h del vapor saturado a 5 bar: hvap = 2748.7 kJ/ kg o Miramos en las tablas la h del líquido saturado a 5 bar: hlíq = 640.23 kJ/ kg o Calculamos la calidad “c” de la mezcla con el mismo razonamiento del apartado (a): (100 – c)/ (100- 0) = (2748.7 – 762.81)/(2748.7 – 640.23) Despejamos c = 5.81% Por tanto, mv = 10 kg/s *5.81% = 0.581 kg/s y mL = 10 – 0.581 = 9.418 kg/s Ya tenemos todo, así que sustituimos en la ecuación W = mv * (hentrada - hsalida): W = 0.581 kg/s * (2748.7 kJ/ kg – 2200 kJ/ kg)
W = 318.8 kW
(c) La entropía que se genera en todo el sistema
Para calcular la entropía que se genera, hacemos un balance de entropía:
--El término 2 no existe, ya que es Entropía debida al intercambio térmicocon los alrededores, y en nuestro sistema todos los componentes son adiabáticos, no hay intercambio térmico. Por tanto, = - [mk Sk] = - [( 10 kg/s * 2.1387 kJ/ kg K) – (9.418 kg/s * 1.8607 kJ/ kg K) – (0.581 kg/s * 6.8218 kJ/ kg K)
= 0.093
Calcular la potencia producida por la turbina y la calidad del vapor que se obtiene a la salida de la misma en los dos supuestos siguientes:
(d) La...
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