Ciclo Brayton Con Interenfriamiento, Regeneración y Recalentamiento

7/23/2019 Ciclo Brayton Con Interenfriamiento, Regeneración y Recalentamiento

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CICLO BRAYTON CONINTERENFRIAMIENTO, REGENERACIÓN Y

RECALENTAMIENTO



CICLO BRAYTON

- EL CICLO BRAYTON MODELA EL FUNCIONAMIENTO DE LASTURBINAS A GAS.

- LA TURBINA A GAS ESTA CONFORMADA POR EL COMPRESOR,CÁMARA DE COMBUSTIÓN Y TURBINA.

- EL CICLO BRAYTON PUEDE SER:a) SIMPLEb) CON REGENERACIÓNc) CON INTERENFRIAMIENTO, RECALENTAMIENTO Y REGENERACIÓ



CICLO CON INTERENFRIAMIENTO,REGENERACIÓN Y RECALENTAMIENTO

Cámara !c"mb#$%&'(

*

+

-

/

0

1

2

INTERENFRIADOR

RECALENTADOR

REGENERADOR

PROCESO 324 C"m5PROCESO 23+4 E(6r&

PROCESO +34 C"m

PROCESO 3/4 Ca7!(

PROCESO /304 C"m

PROCESO 03*4 E85a

PROCESO *34 R!ca

PROCESO 314 E85aPROCESO 13-4 I(%!



DIAGRAMAS T-S DEL CICLO BRAYTO

S

T

2

+

CICLOSIMPLE

Q

S

T

2

/CICLOREGENERATIVO

Q

+

0

q

S

T

2

1

+

-

/

0

*

INTERENFRIAMIENTO, REGENERATIVO YRECALENTAMIENTO



CICLO BRYTON ”REGENERATIVPara el ciclo Brayton, la temperatura de salida de la turbina es m

temperatura de salida del compresor. Por lo tanto, un intercambia

puede ser colocado entre la salida de los gases calientes de la turbina los gases fríos que salen del compresor. Este intercambiador de calorcomo regenerador o recuperador.



La regeneración conviene solo cuando la relación de presión en la

es baja, ya que de esta manera se puede asegurar que el calor mx

dado por la corriente que en un ciclo simple se desprende !acia eeste calor mximo se aprovec!a para precalentar el aire que va a

cmara de combustión, significando esto un a!orro energ"tico si

Para el caso contario, es decir, relación de presiones altas, este calo

bajo, pues saldr a temperatura muy baja, producto de la expansió

perdi"ndose este calor al ambiente, sin poder aprovec!arlo.

CICLO BRYTON ”REGENERATIVO”



CICLO BRYTON ”REGENERATIVO

* Efectividad Regenerativa

* Eciencia Regenerativa



#$#L% B&'()%* #%* E*+&$'$E*)% $*)E&E-$% -EL

'$&E



Ciclo Brayton con enfriamiento intermedio

del aire.

Con este método lo que hacemos comprimir los

gases de admisión en dos etapas con una

refrigeración intermedia, para sacar parte del calor

que han adquirido en la primera etapa de

compresión.



La representación de estos procesos se muestra en la

siguiente figura:

El trabajo que debe realiar el compresor para ele!ar la presión d

el estado " hasta el estado #$ sin enfriador, es mayor que el trabajo

deben hacer los compresores con la misma eficiencia para ele!

presión del aire desde el estado " al # y del estado % al & co

enfriador de aire intermedio. Esta disminución en el trabajo tot

compresión se debe a que las l'neas de presión di!ergen hac

derecha del gr(fico )*s.



+e demuestra que el trabajo de compresión con enfriador es menorcuando la relación de presiones en las dos etapas es igual - &-%/0

-#-"/ y la temperatura de entrada a la segunda etapa de compresión

)%/ es igual a la temperatura de entrada a la primera etapa de

compresión )"/.



1l tener un menor trabajo de compresión, el trabajo neto del ciclo con enfriador

ser( mayor que el trabajo neto del ciclo sin enfriador, siendo:

2net sin enfriado/ 0 Cpg )3 4 )5/ 4 Cpa )#$ 4 )"/

2net con enfriado/ 0 Cpg )3 4 )5/ 4 Cpa )# 4 )"/ 6 )& 4 )%//

Como,

Cpa )# 4 )"/ 6 )& 4)#// 7 Cpa )#$ 4 )"/

Entonces,2net sin enfriador/ 7 2net con enfriador/

-or otro lado, se requiere suministrar una mayor cantidad de calor al ciclo con enfriador para

aumentar la temperatura desde )&/ hasta )+/ que en el ciclo sin enfriador, donde 8nicamente es

necesario ele!ar la temperatura desde )#$/ hasta )+/.



9iagrama )*s del ciclo termodin(mico de las turbinas de gas con

enfriamiento de aire.

En el diagrama )*s, puede apreciarse que la cantidad de calor

adicional agregada al sistema, es mayor que la equi!alente en calor del

trabajo ahorrado por el compresor cuando trabaja con el enfriador de

aire y por lo tanto la eficiencia térmica del ciclo con enfriador ser(

menor que sin enfriador.

ter ,sin enfriador/ ; ter ,con enfriador/



CICLO CON RECALENTAMIENTO

La expansión de los ases en el !i!lo B"a#$on p%ede !on&i%"a"se de $al &o"'a(%e se "eali!e en dos e$apas) La p"i'e"a expansión o!%""e en lo (%e se !ono!e!o'o $%"*ina de al$a p"esión +P- o $%"*ina del !o'p"eso" +CT- a!oplada al!o'p"eso" 'edian$e %n e.e) Todo el $"a*a.o desa""ollado po" la $%"*ina de al$ap"esión es !ons%'ido po" el !o'p"eso") La se%nda expansión $iene l%a" en la$%"*ina de *a.a p"esión +LP- o $%"*ina de po$en!ia +PT- a!oplada a %n e.edi&e"en$e al de la $%"*ina del !o'p"eso" # p"od%!e el $"a*a.o ne$o ap"o/e!0ado

en /a"ias apli!a!iones, !o'o pa"a 'o/e" el ene"ado")



CICLO CON RECALENTAMIENTO

En el !i!lo !on "e!alen$a'ien$ose ins$ala %na se%nda !1'a"ade !o'*%s$ión a la salida de la$%"*ina de al$a p"esión pa"aele/a" la $e'pe"a$%"a de losases (%e en$"an a la $%"*inade *a.a p"esión, # !o'o es$os

ases $oda/2a son "i!os enoxieno no s%ele 0a!e" &al$a %napo"$e ex$"a de !o'*%"en$e)



En la se!%en!ia an$e"io", se p%ede o*se"/a" (%e el $"a*a.o de !o'p"esión es el 'is'o pa"a el !i!lo!on "e!alen$a'ien$o (%e pa"a el !i!lo sin "e!alen$a'ien$o # en !onse!%en!ia el $"a*a.o desa""olladopo" la $%"*ina de al$a p"esión se"1 $a'*i3n i%al pa"a los dos !i!los)

El $"a*a.o ne$o desa""ollado po" !ada %nidad de 'asa de as en el !i!lo es el $"a*a.o desa""olladopo" la $%"*ina de *a.a p"esión e i%al a4

Cp5Capa!idad !alo"2&i!a a p"esión !ons$an$e

6ne$ +sin "e!alen$a'ien$o- 5 Cp +T78 T79-

6ne$ +!on "e!alen$a'ien$o- 5 Cp +T: ; T<-

=e*ido a (%e T: ; T< > T7 ; T79, en$on!es4

6ne$ +sin "e!alen$a'ien$o- ?6ne$ +!on "e!alen$a'ien$o-



En el dia"a'a T8s, p%ede ap"e!ia"se (%ela !an$idad adi!ional de !alo" Cp +TS 8T7-s%'inis$"ada al !i!lo !on "e!alen$a'ien$oes 'a#o" (%e el a%'en$o del $"a*a.o ne$odesa""ollado po" la $%"*ina # po" lo $an$o,la e&i!ien!ia $3"'i!a del !i!lo !on"e!alen$a'ien$o se"1 'eno" (%e sin

"e!alen$a'ien$o)@$e" +!on "e!alen$a'ien$o- > @ $e" +sin "e!alen$a'ien$o-

Ciclo Brayton Con Interenfriamiento, Regeneración y Recalentamiento

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