{"id":40410,"date":"2019-09-19T16:16:09","date_gmt":"2019-09-19T15:16:09","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/que-es-el-ejemplo-del-ciclo-de-rankine-problema-con-la-solucion-definicion\/"},"modified":"2020-01-09T08:29:41","modified_gmt":"2020-01-09T07:29:41","slug":"que-es-el-ejemplo-del-ciclo-de-rankine-problema-con-la-solucion-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-el-ejemplo-del-ciclo-de-rankine-problema-con-la-solucion-definicion\/","title":{"rendered":"El ejemplo del ciclo de Rankine – Problema con la soluci\u00f3n: definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"
\n
Ejemplo de ciclo de Rankine: problema con la soluci\u00f3n.\u00a0Supongamos el ciclo de Rankine.\u00a0Calcule par\u00e1metros clave como la calidad del vapor, las diferencias de entalp\u00eda y la eficiencia t\u00e9rmica.\u00a0Ingenieria termal<\/div>\n<\/div>\n
<\/div>\n
\n
\n
<\/div>\n

Ejemplo de ciclo de Rankine: problema con la soluci\u00f3n<\/h2>\n

\"Ciclo<\/a>Supongamos el\u00a0ciclo de Rankine<\/strong>\u00a0, que es uno de los\u00a0ciclos termodin\u00e1micos<\/strong>\u00a0m\u00e1s comunes\u00a0en las centrales t\u00e9rmicas.\u00a0En este caso, suponga un ciclo simple sin recalentamiento y sin turbina de vapor de condensaci\u00f3n funcionando con\u00a0vapor saturado<\/a>\u00a0\u00a0(vapor seco).\u00a0En este caso, la turbina opera en estado estable con condiciones de entrada de 6 MPa, t = 275.6 \u00b0 C, x = 1 (punto 3).\u00a0El vapor sale de esta etapa de la turbina a una presi\u00f3n de 0.008 MPa, 41.5 \u00b0 C yx = ???\u00a0(punto 4).<\/p>\n

Calcular:<\/p>\n

    \n
  1. la calidad del vapor del vapor de salida<\/li>\n
  2. la diferencia de entalp\u00eda entre estos dos estados (3 \u2192 4), que corresponde al trabajo realizado por el vapor, W\u00a0T<\/sub>\u00a0.<\/li>\n
  3. la diferencia de entalp\u00eda entre estos dos estados (1 \u2192 2), que corresponde a la labor realizada por las bombas, W\u00a0P<\/sub>\u00a0.<\/li>\n
  4. La diferencia de entalp\u00eda entre estos dos estados (2 \u2192 3), que corresponde al calor neto agregado en el generador de vapor<\/li>\n
  5. la eficiencia termodin\u00e1mica de este ciclo y compare este valor con la eficiencia de Carnot<\/li>\n<\/ol>\n

    1)<\/p>\n

    Como no conocemos la calidad exacta del vapor del vapor de salida, tenemos que determinar este par\u00e1metro.\u00a0El estado 4 est\u00e1 fijado por la presi\u00f3n\u00a0p\u00a04<\/sub>\u00a0= 0.008 MPa<\/strong>\u00a0y el hecho de que la\u00a0entrop\u00eda espec\u00edfica<\/a>\u00a0es constante para la expansi\u00f3n isentr\u00f3pica (s\u00a03<\/sub>\u00a0= s\u00a04<\/sub>\u00a0= 5.89\u00a0kJ \/ kgK para 6 MPa<\/em>\u00a0).\u00a0La entrop\u00eda espec\u00edfica del agua l\u00edquida saturada (x = 0) y el vapor seco (x = 1) puede seleccionarse de\u00a0las tablas de vapor<\/a>\u00a0.\u00a0En caso de vapor h\u00famedo, la entrop\u00eda real se puede calcular con la calidad del vapor,\u00a0x,<\/em>\u00a0y las entrop\u00edas espec\u00edficas de agua l\u00edquida saturada y vapor seco:<\/p>\n

    s\u00a0<\/em>4<\/sub><\/em>\u00a0= s\u00a0<\/em>v<\/sub><\/em>\u00a0x + (1 – x) s\u00a0<\/em>l<\/sub><\/em><\/p>\n

    d\u00f3nde<\/span><\/em><\/p>\n

    s\u00a0<\/span><\/em>4<\/span><\/sub><\/em>\u00a0= entrop\u00eda de vapor h\u00famedo (J \/ kg K) =<\/span><\/em>\u00a05.89\u00a0<\/span>kJ \/ kgK<\/span><\/em><\/p>\n

    s\u00a0<\/span><\/em>v<\/span><\/sub><\/em>\u00a0= entrop\u00eda de vapor “seco” (J \/ kg K) = 8.227 kJ \/ kgK (para 0.008 MPa)<\/span><\/em><\/p>\n

    s\u00a0<\/span><\/em>l<\/span><\/sub><\/em>\u00a0= entrop\u00eda de agua l\u00edquida saturada (J \/ kg K) = 0.592 kJ \/ kgK (para 0.008 MPa)<\/span><\/em><\/p>\n

    De esta ecuaci\u00f3n, la calidad del vapor es:<\/span><\/p>\n

    x\u00a0<\/span>4<\/span><\/sub>\u00a0= (\u00a0<\/span>s\u00a0<\/span><\/em>4<\/span><\/sub><\/em>\u00a0– s\u00a0<\/span><\/em>l<\/span><\/sub><\/em>\u00a0) \/ (\u00a0<\/span>s\u00a0<\/span><\/em>v<\/span><\/sub><\/em>\u00a0– s\u00a0<\/span><\/em>l<\/span><\/sub><\/em>\u00a0) = (5.89 – 0.592) \/ (8.227 – 0.592) = 0.694 = 69.4%<\/span><\/p>\n

    2)<\/span><\/p>\n

    La entalp\u00eda para el estado 3 puede seleccionarse directamente de las mesas de vapor, mientras que la entalp\u00eda para el estado 4 debe calcularse utilizando la calidad del vapor:<\/span><\/p>\n

    h\u00a0<\/span><\/em>3, v<\/span><\/sub><\/em>\u00a0=<\/span><\/em>\u00a02785 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n

    h\u00a0<\/span><\/em>4, h\u00famedo<\/span><\/sub><\/em>\u00a0= h\u00a0<\/span><\/em>4, v<\/span><\/sub><\/em>\u00a0x + (1 – x) h\u00a0<\/span><\/em>4, l<\/span><\/sub><\/em>\u00a0\u00a0= 2576.\u00a00.694 + (1 – 0.694).\u00a0174 = 1787 + 53,2 = 1840 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n

    Entonces el trabajo realizado por el vapor, W\u00a0<\/span>T,<\/span><\/sub>\u00a0es<\/span><\/p>\n

    W\u00a0<\/span><\/strong>T<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= \u0394h =\u00a0<\/span>945 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

    3)<\/span><\/strong><\/p>\n

    La entalp\u00eda para el estado 1 puede seleccionarse directamente de las mesas de vapor:<\/span><\/p>\n

    h\u00a0<\/span><\/em>1, l<\/span><\/sub><\/em>\u00a0=<\/span><\/em>\u00a0174 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n

    El estado 2 est\u00e1 fijado por la presi\u00f3n p\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0= 6.0 MPa y el hecho de que la entrop\u00eda espec\u00edfica es constante para la compresi\u00f3n isentr\u00f3pica (s\u00a0<\/span>1<\/span><\/sub>\u00a0= s\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0= 0.592\u00a0<\/span>kJ \/ kgK para 0.008 MPa<\/span><\/em>\u00a0).\u00a0Para esta entrop\u00eda s\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0=\u00a0<\/span>0.592\u00a0<\/span>kJ \/ kgK<\/span><\/em><\/strong>\u00a0y p\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0= 6.0 MPa encontramos\u00a0<\/span>h\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2, subenfriado<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0en tablas de vapor para agua comprimida (usando interpolaci\u00f3n entre dos estados).<\/span><\/p>\n

    h\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2, subenfriado<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0=<\/span><\/em><\/strong>\u00a0179.7 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

    Entonces el trabajo realizado por las bombas, W\u00a0<\/span>P,<\/span><\/sub>\u00a0es<\/span><\/p>\n

    W\u00a0<\/span><\/strong>P<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= \u0394h =\u00a0<\/span>5.7 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

    4)<\/span><\/p>\n

    La diferencia de entalp\u00eda entre (2 \u2192 3), que corresponde al calor neto agregado en el generador de vapor, es simplemente:<\/span><\/p>\n

    Q\u00a0<\/span><\/em><\/strong>add<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= h\u00a0<\/span><\/em>3, v<\/span><\/sub><\/em>\u00a0\u00a0– h\u00a0<\/span><\/em>2, subenfriado<\/span><\/sub><\/em>\u00a0= 2785 –\u00a0179.7<\/strong>\u00a0= \u00a0\u00a0<\/span>2605.3 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n

    Tenga en cuenta que no hay regeneraci\u00f3n de calor en este ciclo.\u00a0Por otro lado, la mayor parte del calor agregado es para la entalp\u00eda de vaporizaci\u00f3n (es decir, para el cambio de fase).<\/span><\/p>\n

    5)<\/span><\/p>\n

    En este caso, los generadores de vapor, la turbina de vapor, los condensadores y las bombas de agua de alimentaci\u00f3n constituyen un motor t\u00e9rmico, sujeto a las limitaciones de eficiencia impuestas por la\u00a0segunda ley de la termodin\u00e1mica<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0En el caso ideal (sin fricci\u00f3n, procesos reversibles, dise\u00f1o perfecto), este motor t\u00e9rmico tendr\u00eda una\u00a0eficiencia<\/a>\u00a0de\u00a0Carnot<\/a>\u00a0de<\/span><\/p>\n

    \u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong>Carnot<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= 1 – T<\/span>\u00a0fr\u00edo<\/span><\/sub>\u00a0\/ T<\/span>\u00a0caliente<\/span><\/sub>\u00a0= 1 – 315\/549 =<\/span>\u00a042.6%<\/span><\/strong><\/p>\n

    donde la temperatura del dep\u00f3sito caliente es de 275.6 \u00b0 C (548.7 K), la temperatura del dep\u00f3sito fr\u00edo es de 41.5 \u00b0 C (314.7K).<\/span><\/p>\n

    La eficiencia termodin\u00e1mica de este ciclo se puede calcular mediante la siguiente f\u00f3rmula:<\/span><\/p>\n

    \"Ciclo<\/a><\/p>\n

    as\u00ed<\/span>
    \n\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong>th<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= (945 – 5.7) \/ 2605.3 = 0.361 =\u00a0<\/span>36.1%<\/span><\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

    ……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n

    Este art\u00edculo se basa en la traducci\u00f3n autom\u00e1tica del art\u00edculo original en ingl\u00e9s. Para m\u00e1s informaci\u00f3n vea el art\u00edculo en ingl\u00e9s. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducci\u00f3n, env\u00edela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducci\u00f3n en l\u00ednea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducci\u00f3n lo antes posible. Gracias.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Ejemplo de ciclo de Rankine: problema con la soluci\u00f3n.\u00a0Supongamos el ciclo de Rankine.\u00a0Calcule par\u00e1metros clave como la calidad del vapor, las diferencias de entalp\u00eda y la eficiencia t\u00e9rmica.\u00a0Ingenieria termal Ejemplo de ciclo de Rankine: problema con la soluci\u00f3n Supongamos el\u00a0ciclo de Rankine\u00a0, que es uno de los\u00a0ciclos termodin\u00e1micos\u00a0m\u00e1s comunes\u00a0en las centrales t\u00e9rmicas.\u00a0En este caso, suponga … Leer m\u00e1s<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[16],"tags":[],"yoast_head":"\nEl ejemplo del ciclo de Rankine - Problema con la soluci\u00f3n: definici\u00f3n<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Ejemplo de ciclo de Rankine: problema con la soluci\u00f3n. Supongamos el ciclo de Rankine. 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