Tubinas A Vapor Problemas

PROBLEMAS DE TURBINAS DE VAPOR

Pedro Fernández Díez
http://libros.redsauce.net/

Problemas TV.-1

1.- Una turbina de 2500 CV de potencia, funciona con un salto adiabático de 160 Kcal/kg, siendo el conjunto de las pérdidas térmicas de 60 Kcal/kg, y el rendimiento mecánico del 0,9. Determinar el consumo de vapor por hora y por CV/hora._________________________________________________________________________________________ RESOLUCIÓN

Δi int = Tint = Δi ad - Pérdidas térmicas = 160 - 60 = 100 Kcal/kg T = Tind η mec = 100 x 0,9 = 90 Kcal/kg ⇒ Pérdidas mecánicas = 100 - 90 = 10 Kcal/kg Consumo de vapor por hora Ghora Kgm seg Kcal = 632,3 Kcal x 3600 x 1 Como: 1 CV = 75 seg hora hora 427 Kgm hora kg 632,3 N 632,3 x 2500 (Kcal/hora) CV G hora T = 632,3 N ⇒ G hora = = = 17.555,5 90Kcal/kg hora T N en (CV) kg 632,3 N 632,3 N 632,3 x 2500 = = = = 17555,5 ó también: G hora = η Δi 90 hora T Δi en Kcal/kg ad G = 632,3 Kcal/hora = 7,02 kg Consumo de vapor por CV/hora: G CV/hora = 90 Kcal/kg hora T

***************************************************************************************** 2.- El consumo horario de una industria química es de 18000 kg de vapor a la presión de 15kg/cm2, y tiene una instalación que lo produce a 20 kg/cm2 y 400ºC. Entre la estación generadora de vapor y los aparatos de utilización, se instala una turbina de contrapresión que tiene un rendimiento interno del 0,7 y un rendimiento mecánico del 0,95. Determinar la potencia máxima que puede dar la turbina _________________________________________________________________________________________RESOLUCIÓN  v 0 = 151,1 dm 3 /kg  Punto 0: (20 kg/cm2 ; 400ºC) ⇒  i 0 = 3248 kJ/kg  s = 7,126 kJ/kgºC  0
Punto A : (15 kg/cm 2 ; s A = 7,126 kJ ) kgºC ⇒  v A = 186,5 dm 3 /kg   i A = 3148 kJ/kg

Salto adiabático: Δi ad = i 0 - i A = 3248 - 3148 = 100 kJ/kg Salto interno: T int = Δi ad η int = 100
x

0,7 = 70 kJ/kg

Salto al freno o trabajo al freno: T = Tint η mec = 70 x 0,95 = 66,6kJ/kg = 15,88 Kcal/kg kg 632,3 Kcal/hora Consumo de vapor por CV/hora: G CV/hora = G = 15,88 Kcal/kg = 39,78 hora T kg 18.000 Consumo total = G CV/ hora N = 18.000 ⇒ N= = 452,45 CV hora 39,78
Problemas TV.-2

***************************************************************************************** 3.- En una turbina de vapor de un solo escalonamiento, el estado inicial del vapor (0) viene dadopor p0 = 10 kg/cm2 y un volumen específico v0 = 0,32 m3/kg, y el estado final (2) viene dado por p2 = 1,8 kg/cm2 y volumen específico v2 = 1,4 m3/Kg. El estado final adiabático teórico (A) viene dado por una presión de 1,80 kg/cm 2 y un volumen específico v= 1,2 m3/kg. El rendimiento mecánico es 0,90 y el coeficiente adiabático del vapor 1,30. Determinar: a) El rendimiento interno de la máquina ;b) El consumo por CV/hora ______________________________________________________________________________________ RESOLUCIÓN

a) El rendimiento interno de la máquina es γ 1,3 Δi ad = i 0 - i A = (p v - p v ) = {(10 γ-1 0 0 A A 1,3 - 1
T int = i 0 - i 2 = γ 1,3 (p v - p v ) = {(10 γ-1 0 0 2 2 1,3 - 1
x

x

4 0,32) - (1,8 x 1,2)} 10 = 105,5 Kcal 427 kg

4 0,32) - (1,8 x 1,4 )} 10 = 69 Kcal427 kg

Rendimiento interno = η int =

Salto interno 69 = = 0 ,6541 = 65 ,41 % Salto adiabático 105,5

b) Consumo por CV/hora kg 632,3 Kcal/hora G CV/hora = G = T = ηmec Tint = 0,9 x 69 Kcal/ kg = 62,1 Kcal/kg = = 10,18 62,1 Kcal/kg hora T ***************************************************************************************** 4.- Una turbina de acción de un solo escalonamiento tiene unrendimiento interno máximo y un rendimiento mecánico de 0,90; se conocen los siguientes datos, β2 = β1 ; α1 = 22º Coeficiente de pérdidas en la tobera: ϕ = 0,95 ; en la corona: ψ = 0,90 Diámetro de la turbina, 2,225 m; Nº de revoluciones por minuto: n = 3000 Determinar: a) Valor de β1 y α2 b) El consumo por CV/hora
Problemas TV.-3

c) El consumo interno por CV/hora d) El consumo teórico por...