Turbomaquinas

.- Aire entra a una turbina axial de dos etapas a una temperatura de estancamiento de 1400 °K y una presión de estancamiento de 2230 KPA. El trabajo real realizado por cada etapa es de 5405KJ/Kg y cada etapa tiene una eficiencia de 87%. Calcular:
a. La presión total a la salida de cada etapa.
b. La eficiencia global de la turbina completa si el rendimiento mecánico es de 88%c. El rendimiento politrópico

Asumiendo cp=1.005KJKG.K

a. W= ho1- ho2 (Turbina)
W = cp( To1- To2 ) => 54.05 KJ/KG= 1.005 KJKG.K (1400 K - To2)
To2= 1346.21 Kntt=To2-To1To2s-To1

0.87=1346.21 K -1400 KTo2s-1400 K==>To2s=1338.17 K
Po2Po1=To2sTo1KK-1==> Po2=2230KPA.1338.17K1400K1.331.33-1
* Po2=1858.84 KPA

W= ho2- ho3
54.05 KJ/KG= 1.005 KJKG.K(1346.21 K - To3) To3=1292.42 K
ntt=To3-To2To3s-To2
0.87=1292.42 K -1346.21 KTo3s-1346.21 K==>To3s=1284.38 K
Po3Po2=To3sTo2KK-1==> Po3=1858.84KPA.1284.38K1346.21K1.331.33-1
* Po3=1537.96 KPA
b.
ntt=To1-To3To1-To3s

ntt= 1400 K -1292.42 K1400-1284.38 K=0.93

nm=nont => no=0.88 x 0.93=0.8188=81.88%

c.
To3To1=Po3PO1K-1.np K
1292.42 K1400 K=1537.96 KPA2230 KPA0.33np1.33
np=0.8673=86.73 %

21.- Una turbina de gas de flujo axial opera con una relación de presión de 3:1 y una temperatura de estancamiento de entrada de 1000 °K. El diámetro medio es igual a 30cm. y la velocidad de rotación es de 16000 RPM, siendo la eficiencia total a total igual a 83%. Encontrar el trabajo específico si el diámetro se reduce a 20 cm. y la velocidad de rotación a12000 RPM. Cp= 1,148 KJ/Kg °K; K = 1,333

W= ho1- ho2 (Turbina)
ntt=ho2-ho1ho2s-ho1
ho1= cpTo1=1.148 KJKG.K.1000K=1148 KJ/KG

Asumiendo calores específicos constantesTo2sTo1=Po2PO1K-1K==> To2s=1000K131.333-11.333=760 K
ho2s= cpTo2=1.148 KJKG.K.760K=872.48 KJ/KG
0.83=ho2-1148 KJ/KG872.48KJ/KG-1148 KJ/KG==>ho2=919.31 KJ/KG
W = 1148 KJ/KG - 919.31 KJ/KG = 228.68 KJ/KG