{"id":41065,"date":"2019-09-25T21:23:25","date_gmt":"2019-09-25T20:23:25","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/que-es-la-eficiencia-termica-del-ciclo-de-brayton-definicion\/"},"modified":"2020-01-13T12:43:28","modified_gmt":"2020-01-13T11:43:28","slug":"que-es-la-eficiencia-termica-del-ciclo-de-brayton-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-eficiencia-termica-del-ciclo-de-brayton-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es la eficiencia t\u00e9rmica del ciclo de Brayton? Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"
\n
Los modernos motores de turbina de gas y los motores de inyecci\u00f3n de aire tambi\u00e9n siguen el ciclo de Brayton.\u00a0La eficiencia t\u00e9rmica del ciclo de Brayton se puede expresar en t\u00e9rminos de temperaturas.\u00a0Ingenieria termal<\/div>\n<\/div>\n
<\/div>\n
\n
\n
<\/div>\n

Eficiencia t\u00e9rmica del ciclo de Brayton<\/h2>\n

Supongamos el\u00a0ciclo Brayton ideal<\/strong>\u00a0que describe el funcionamiento de un\u00a0motor de calor a\u00a0<\/strong>presi\u00f3n constante<\/strong>\u00a0.\u00a0Los modernos<\/strong>\u00a0motores de\u00a0turbina de gas<\/strong>\u00a0y los motores de\u00a0inyecci\u00f3n de aire<\/strong>\u00a0tambi\u00e9n siguen el ciclo de Brayton.\u00a0Este ciclo consta de cuatro procesos termodin\u00e1micos:<\/p>\n

    \n
  1. \n
    \"primera<\/a>
    El ciclo ideal de Brayton consiste en cuatro procesos termodin\u00e1micos.\u00a0Dos procesos isentr\u00f3picos y dos procesos isob\u00e1ricos.<\/figcaption><\/figure>\n

    Compresi\u00f3n isentr\u00f3pica<\/strong>\u00a0: el aire ambiente ingresa al compresor, donde se presuriza (1 \u2192 2).\u00a0El trabajo requerido para el compresor viene dado por\u00a0W\u00a0<\/strong>C<\/sub><\/strong>\u00a0= H\u00a0<\/strong>2<\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/strong>1<\/sub><\/strong>\u00a0.<\/strong><\/li>\n

  2. adici\u00f3n de calor isob\u00e1rico<\/strong>\u00a0: el aire comprimido pasa a trav\u00e9s de una c\u00e1mara de combusti\u00f3n, donde se quema el combustible y se calienta el aire u otro medio (2 \u2192 3).\u00a0Es un proceso de presi\u00f3n constante, ya que la c\u00e1mara est\u00e1 abierta para fluir hacia adentro y hacia afuera.\u00a0El calor neto agregado viene dado por\u00a0Q\u00a0<\/strong>add<\/sub><\/strong>\u00a0= H\u00a0<\/strong>3<\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/strong>2<\/sub><\/strong><\/li>\n
  3. Expansi\u00f3n isentr\u00f3pica<\/strong>\u00a0: el aire calentado y presurizado se expande en la turbina y abandona su energ\u00eda.\u00a0El trabajo realizado por la turbina viene dado por\u00a0W\u00a0<\/strong>T<\/sub><\/strong>\u00a0= H\u00a0<\/strong>4<\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/strong>3<\/sub><\/strong><\/li>\n
  4. rechazo de calor isob\u00e1rico<\/strong>\u00a0: el calor residual debe rechazarse para cerrar el ciclo.\u00a0El calor neto rechazado viene dado por\u00a0Q\u00a0<\/strong>re<\/sub><\/strong>\u00a0= H\u00a0<\/strong>4<\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/strong>1<\/sub><\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

    Como se puede ver, podemos describir y calcular (por ejemplo, eficiencia termodin\u00e1mica) tales ciclos (de manera similar para el\u00a0ciclo de Rankine<\/strong>\u00a0) usando\u00a0entalp\u00edas<\/a>\u00a0.<\/p>\n

    Para calcular la\u00a0eficiencia t\u00e9rmica<\/strong>\u00a0del\u00a0ciclo Brayton<\/strong>\u00a0(compresor \u00fanico y turbina simple), los ingenieros utilizan la\u00a0primera ley de la termodin\u00e1mica<\/strong>\u00a0en t\u00e9rminos de entalp\u00eda en lugar de en t\u00e9rminos de energ\u00eda interna.<\/p>\n

    La\u00a0primera ley en t\u00e9rminos de entalp\u00eda<\/a>\u00a0es:<\/p>\n

    dH = dQ + Vdp<\/strong><\/em><\/p>\n

    En esta ecuaci\u00f3n, el t\u00e9rmino\u00a0Vdp<\/em><\/strong>\u00a0es un\u00a0proceso de flujo de trabajo.\u00a0<\/strong>Este trabajo, \u00a0\u00a0Vdp<\/em><\/strong>\u00a0, se utiliza para\u00a0sistemas de flujo abierto<\/strong>\u00a0como una\u00a0turbina<\/strong>\u00a0o una\u00a0bomba<\/strong>\u00a0en la que hay un\u00a0“dp”<\/strong>\u00a0, es decir, un cambio de presi\u00f3n.\u00a0No hay cambios en el\u00a0volumen de control<\/a>\u00a0.\u00a0Como puede verse, esta forma de ley\u00a0simplifica la descripci\u00f3n de la transferencia de energ\u00eda<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

    Hay expresiones en t\u00e9rminos de variables m\u00e1s familiares como\u00a0<\/span>temperatura<\/span><\/a>\u00a0y\u00a0<\/span>presi\u00f3n<\/span><\/a>\u00a0:<\/span><\/p>\n

    dH = C\u00a0<\/span><\/em><\/strong>p<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0dT + V (1-\u03b1T) dp<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

    Donde\u00a0<\/span>C\u00a0<\/span><\/strong>p<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0es la\u00a0<\/span>capacidad calor\u00edfica<\/span><\/a>\u00a0a presi\u00f3n constante<\/span><\/strong>\u00a0y\u00a0<\/span>\u03b1<\/span><\/em><\/strong>\u00a0es el coeficiente de expansi\u00f3n t\u00e9rmica (c\u00fabica).\u00a0Para\u00a0<\/span>gas ideal<\/span><\/strong>\u00a0\u03b1T = 1 y por lo tanto:<\/span><\/p>\n

    dH = C\u00a0<\/span><\/em><\/strong>p<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0dT<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

    A presi\u00f3n constante<\/span><\/strong>\u00a0, el\u00a0<\/span>cambio de entalp\u00eda<\/span><\/strong>\u00a0es igual a la\u00a0<\/span>energ\u00eda<\/span><\/strong>\u00a0transferida del ambiente a trav\u00e9s del calentamiento:<\/span><\/p>\n

    Proceso isob\u00e1rico (Vdp = 0):<\/span><\/strong><\/p>\n

    dH = dQ \u2192 Q = H\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>1<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0\u00a0\u00a0\u2192 H\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>1<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0=\u00a0<\/span>C\u00a0<\/span><\/em><\/strong>p<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0(T\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0– T\u00a0<\/span><\/em><\/strong>1<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0)<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

    En una entrop\u00eda constante<\/span><\/strong>\u00a0, es decir, en un proceso isentr\u00f3pico, el\u00a0<\/span>cambio de entalp\u00eda<\/span><\/strong>\u00a0es igual al\u00a0<\/span>trabajo del proceso de flujo<\/span><\/strong>\u00a0realizado en o por el sistema:<\/span><\/p>\n

    Proceso isentr\u00f3pico (dQ = 0):<\/span><\/strong><\/p>\n

    dH = Vdp \u2192 W = H\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>1<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u2192 H\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>1<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0=\u00a0<\/span>C\u00a0<\/span><\/em><\/strong>p<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0(T\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0– T\u00a0<\/span><\/em><\/strong>1<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0)<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

    \"primera<\/a>
    El ciclo ideal de Brayton consiste en cuatro procesos termodin\u00e1micos.\u00a0Dos procesos isentr\u00f3picos y dos procesos isob\u00e1ricos.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

    La\u00a0<\/span>entalp\u00eda<\/span><\/strong>\u00a0se puede convertir en una\u00a0variable\u00a0<\/span>intensiva<\/span><\/strong>\u00a0o\u00a0<\/span>espec\u00edfica<\/span><\/strong>\u00a0dividi\u00e9ndola por la\u00a0<\/span>masa<\/span><\/a>\u00a0.\u00a0<\/span>Los ingenieros usan la\u00a0<\/span><\/strong>entalp\u00eda espec\u00edfica<\/span><\/strong>\u00a0en el an\u00e1lisis termodin\u00e1mico m\u00e1s que la entalp\u00eda misma.\u00a0La eficiencia t\u00e9rmica de un ciclo Brayton tan simple, para gas ideal y en t\u00e9rminos de entalp\u00edas espec\u00edficas, ahora se puede expresar en t\u00e9rminos de temperaturas:<\/span><\/p>\n

    \"eficiencia<\/a><\/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":"

    Los modernos motores de turbina de gas y los motores de inyecci\u00f3n de aire tambi\u00e9n siguen el ciclo de Brayton.\u00a0La eficiencia t\u00e9rmica del ciclo de Brayton se puede expresar en t\u00e9rminos de temperaturas.\u00a0Ingenieria termal Eficiencia t\u00e9rmica del ciclo de Brayton Supongamos el\u00a0ciclo Brayton ideal\u00a0que describe el funcionamiento de un\u00a0motor de calor a\u00a0presi\u00f3n constante\u00a0.\u00a0Los modernos\u00a0motores de\u00a0turbina … 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":"\n\u00bfQu\u00e9 es la eficiencia t\u00e9rmica del ciclo de Brayton? Definici\u00f3n<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Los modernos motores de turbina de gas y los motores de inyecci\u00f3n de aire tambi\u00e9n siguen el ciclo de Brayton. 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