Tremodinamica ciclos

Universidad Autónoma de Baja California

Ingeniería Industrial
maestro:
Daniel Magaña Almaguer
Materia:
Termodinámica Aplicada
Examen

Alumno:
Francys Haros Rosales

MEXICALI, B.C.; A 29 DE NOVIEMBRE DEL 2011

CICLO BRAYTON.

1. CADA UNO DE LOS PROCESOS DE UN CICLO BRAYTON Y SU DIAGRAMAS CORRESPONDIENTES?

Ciclo de Brayton: El ciclo ideal para las máquinas de turbina de gasEl ciclo Brayton representa la operación una turbina de gas El ciclo consiste de cuatro procesos como se indica en la figura ().
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Figure 34: Ciclo ideal Brayton |
. Compresión adiabática reversible (comprensión isentrópica) en el compresor.
 Adición de calor a presión constante.
 Expansión adiabática reversible (expansión isentrópica) en la turbina.
 Calor expelido a presión constante.En la práctica los ciclos reales Brayton toman una de las siguientes configuraciones: ciclo abierto como se muestra en la figura (35) o bien ciclo cerrado como se muestra en la figura (36)
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Figure 35: Configuración de ciclo Brayton abierto |

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Figure 36: Configuración ciclo Brayton cerrado |

CICLO BRAYTON CON REGENERACION
En los motores de las turbinas de gas, la temperatura delos gases de escape que salen de la turbina suelen ser bastante mayor que la temperatura del aire que abandona el compresor. Por consiguiente, el aire de alta presión que sale del compresor puede calentarse transfiriéndole calor de los gases de escape calientes en un intercambiador de calor a contraflujo, el cual se conoce también como un regenerador o recuperador.
DIAGRAMA DE LA MÁQUINA DETURBINA DE GAS CON REGENERADOR

La eficiencia térmica del ciclo Brayton aumenta debido a la regeneración, en virtud de que la porción de energía de los gases de escape que normalmente se libera en los alrededores ahora se usa para precalentar el aire que entra a la cámara de combustión. Esto, a su vez, disminuye los requerimientos de entrada de calor (y en consecuencia, de combustible) para la mismasalida de trabajo neta. Observe, sin embargo que el empleo de un regenerador se recomienda solo cuando la temperatura de escape de la turbina es mas alta que la temperatura de salida del compresor. De otro modo, el calor fluirá en la dirección inversa (hacia los gases de escape), y reducirá eficiencia. Ésta relación se encuentra en las máquinas de turbina de gas que operan a relaciones de presiónmuy altas.
Es evidente que un regenerador con una eficacia mas alta ahorrará una gran cantidad de combustible puesto, que precalentará el aire a una temperatura más elevada, antes de la combustión. Sin embargo, lograr una eficacia mayor requiere el empleo de un regenerador más grande, el cual implica un precio superior y provoca una caída de presión más grande. En consecuencia, el uso de unregenerador con eficacia muy alta no puede justificarse económicamente a menos que los ahorros de combustible superen los gastos adicionales involucrados. La mayoría de los regeneradores utilizados en la práctica tienen eficacias por debajo de 0.85.
Por consiguiente la eficiencia térmica de un ciclo Brayton con regeneración depende de la relación entre la mínima y la máxima temperaturas, así como larelación de presión.
CICLO BRAYTON CON INTERENFRIAMIENTO, RECALENTAMIENTO Y REGENERACIÓN
El trabajo neto de un ciclo de turbina de gas es la diferencia entre la salida de trabajo de la turbina y la entrada de trabajo del compresor, y puede incrementarse si se reduce el trabajo del compresor o si aumenta el de la turbina o ambos. El trabajo requerido para comprimir un gas entre dos presionesespecificadas puede disminuirse al efectuar el proceso de compresión en etapas y al enfriar el gas entre ellas, es decir, si se emplea con presión de etapas múltiples con interenfriamiento. Cuando aumenta el numero de etapas, el proceso de compresión se vuelve isotérmico a la temperatura de entrada del compresor y el trabajo de compresión disminuye.
De igual modo, la salida de trabajo de un turbina...