termo

08-05-13

CICLOS DE POTENCIA

Ciclos de Gases: Ciclo Brayton
Clase Nº14 y 15

Ciclos de Potencia con Gases
!   Plantas de Potencia.
!   Gas como fluido de trabajo.

Motores de CombustiónInterna
2 Tipos
Turbinas de Gas

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Turbinas de Gas

!   El término “turbina a gas” en ocasiones refiere al sistema completo
de generación, que al menos incluye un compresor, uncalentador y
una caldera.
!   Más ligeras y compactas que las centrales de vapor.
!   Adecuadas en Transporte:
•  Propulsión aérea
•  Transporte marítimo
!   Puede operar el lazo abierto o cerrado(ciclo).

Turbinas de Gas
QC

Wc

WT

Int. Calor
QF

Cálculo de una turbina de gas
Supuestos para calcular un ciclo Brayton
!   Aire como gas ideal.
!   La combustión se reemplaza conadición de calor a presión
constante.
!   La salida de gases de la turbina se reemplaza con el retiro
de calor a presión constante.

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Ciclo Brayton
QC
QC
WT

WT
WC

QF
•

•WC
•

m
•
WT
•

m

QF

WC

QC

= h2 − h1 ≥ 0

•

m

= h3 − h2 ≥ 0

•

QF

= h4 − h3 ≤ 0

•

m

= h1 − h4 ≤ 0

Ecuaciones obtenidas
de balances de energíaconsiderando ΔEC y ΔEP
despreciables.

Ciclo Brayton

Rendimiento térmico del ciclo

ηt =

Wneto
Q
h −h
= 1+ F = 1+ 1 4
QC
QC
h3 − h2

Ciclo Brayton

t

Eficiencia térmica de CicloBrayton en función de la
relación de presiones P 2/P1
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%

γ
1,2
1,4
1,6

0

5

10

15

Relación de presiones P 2/P1

El rendimientotérmico aumenta al aumentar la relación
entre la presión máxima y la mínima

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Irreversibilidades y pérdidas

QC

3
We

T
Wneto

4real

Int. Calor

2rev

QF

Turbina ycompresor no
isoentrópicos

2real

4rev

1

Ejemplo Nº1. Ciclo Brayton Simple

Turbina de gas regenerativa
Objetivo: Aumentar la eficiencia
¿Cómo?: Suministrando menos calor desde una...