TERMO-CAP12-Rankine (1).ppt

7/23/2019 TERMO-CAP12-Rankine (1).ppt

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CAPTULO 12Ciclo Rankine


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INDICEIntroduccinPlanta Trmica a a!or

12"1 Ciclo Rankine"12"2 Dia#rama $ % & de 'ollier12"( )om*a&12"+ Caldera&12", Tur*ina&

12"- Conden&adore&12". 'e/ora& del ciclo terico12"0 Ciclo con &o*recalentamiento12" Ciclo con Recalentamiento12"1 Ciclo con Re#eneracin

12"11 Ciclo con Co#eneracin12"12 Ciclo& )inario&Pro*lema&


3/52

12.1 CICLO RANKINE (Centrales Trmicas a vapor)

Consideraciones%Proce&o 3EE45E&tacionario"%E67 8 EP7

!rocesos1%29 )om*a de L:;uido


4/52

Rendimiento del ciclo9

1QQ1

QQQ

Q

WW

Q

WW

Q

WW

Q

W

23

41

23

4123th

23

)21(t)43(t

sum

turbinabombath

sum

Vt

sumth

a!or de

a#ua como &u&tancia!uraB u&aremo& Ta*la&de a!or dia#rama&T%& $ %&

A;u: $a un errorB cul e&


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"#$nde se %tili&a este Ciclo de 'apor (

';uina de a!orB 10(0

Primera locomotora de >a!ordel mundoBcon&truida en 10+"

)arco de a!or

'otocicleta a >a!orB 100

Locomotora de >a!orB 10--


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CICLO RANKINE I#EAL


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#IARA*A T + s CICLO RANKINE REAL

Tam,in #ia-rama . s + *ollier


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12./ 0om,as

%A!ro@imadamente adia*tica"

12)21(t

12f112

)21(t12f1

2

1

12

f112

2

1

12

2

1

12

0

2

10

12

adiabtico,0

12

hhw

)PP(vhh

w)PP(vvdP)hh(

vvv

0vdP)hh(

vdP)hh(Pdv)uu(qq

=

+=

===

==

=

=+=

=

==

Rendimiento i&oentr!ico dela *om*a 1


10/52

La& *om*a& &ir>en !aradar el lu/o de ma&a m B

ele>ar la !re&in enl:;uido& HH

)( 12)21( hhmWt =

)P-(Pvhh 12f112 +=


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)om*a& Centr:u#a&

)om*a& Centriu#a& en&erie !aralelo"La*" Ener#:a PUCP

E&;uema Tcnico de una *om*a

toda& la& *om*a& &ecalculan con la mi&maormula anteriorB &olocam*iaran la&!ro!iedade& del li;uido


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Bombas centrfugas


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15/52


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)om*a& de Pi&tn


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12"+ Caldera&

Caldera

isobrica,0

3

2

23

0

3

20

2323 vdP)hh(Pdv)uu(qq

==

= =+=

23)32( hhq =

Rendimiento de la Caldera

PCm

hhm

Q

Q

cCcal

==

)( 23)32(


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CO')U4TI)LE4 Poder Calor:ico Pe&oE&!ec:ico

Petrleo Crudo 11,. kcalFk# ".+, k#Fl

a& natural A&ociado 2.(" kcalFPC 1"

a& licuado 110(( kcalFk# ",, k#Fl

a&olina de A>iacin 11--. kcalFk# "., k#Fl

a&olina Automotri? 11--. kcalFk# ". k#Fl

Jet 3uel 1120+ kcalFk# "0+ k#Fl

6ero&ene 112(. kcalFk# ".0 k#Fl

Die&elFa& oil 11,, kcalFk# "0 k#Fl3uel Oil 111(. kcalFk# "0, k#Fl

No ener#tico 11,. kcalFk# "01 k#Fl

Electricidad 0- kcalFkG$ 1"

LeKa


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20/52

Carbn


21/52

Caldera Acuotubular


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Caldera Pirotubular

E&te tam*ien


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24/52

Centrales n%cleares


25/52

Centrales Trmicas


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Centrales nucleares


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12. T%r,inas de vapor

344)-t(3

w

4

3

34)43(

hhw

!adiabtica"sturbina#a$i

vdP)hh(q

)43(t

=

=

- A la salida de la turbina ( ! "#$ como mnimo)% &ara 'ue no se &roduca erosinen los alabes% ni corrosin

Potencia Tcnica de la Turbina:

)hh(mW 43)43(t =

Eficiencia Isentrpica de la Turbina o eficiencia adiabtica:

43

43st

hh

hh

=

Rendimiento Mecnico:

)43(t

mW

%

=

Rendimiento del Generador:

= %

V&'"n


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Turbina de *a&or


29/52

+u ,ace esta m'uina a'u.


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31/52


32/52


33/52

12. Condensadores

0

1

4

41

0

1

40

4141 vdP)hh(Pdv)uu(qq

==

= =+=

41)14( hhq =

)()(

)()(

)(

datocomodase

)(

1/

1/

1/)1/(

T

es

si

refrigPrefriges

esrefrig

srefrigerefrig

TTcmhh

hhmhhm

hmhmhmhmhhmQ

=

=

+=+=


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INTERCAMIA!"RE# !E CA$"R:

- Condensadores

- Calentadores

- 0nfriadores

- adiadores

- egeneradores

- ntercambiadores

- e&aradores- Torres de 0nfriamiento


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36/52

Tubos


37/52

Ti&os de condensadores


38/52

Torres de enfriamiento

CA$ENTA!"RE#:


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CA$ENTA!"RE#:

- sobricos

- Adiabticos

Abiertos:

3fc1f2c

f3

321

h)mm(hmhm

hh

PPP

+=+

=

==

Cerrados:

4c2f1f3c

f4

43

21

hmhmhmhm

hh

PP

PP

+=+

=

=

=

RENDIMIENTO DE LA PLANTA:

'"n

mca#th

%

V&

W

%

Q

Q

Q

W

Q

V&

tcom

)32(

)32(

t

P#anta

'"nmca#th

P#anta

=

==


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CICLO3 !O3ITI'O3 (*45%inas Trmicas)

4e &umini&tra calor !ara o*tener tra*a/o" El re&to decalor &e e>acua a una uente de *a/a tem!eratura"

Eiciencia Trmica9

4a*emo& ;ue9

1)(Q

)(W

Q

Wobt"nido

sumth


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)


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oft4ares

12 6 * 7 l Ci l t $ i


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12.6 *e7oras al Ciclo te$rico

!odemos incrementar la

presi$n en la caldera perol%e-o de la t%r,ina caedentro de la &ona deme&cla 8 p%ede ,a7ar lacalidad de 9: ;< lo c%al

seria peli-roso


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tam,in podemos ,a7arla presi$n en elcondensador con %na,om,a de vac=o< 8

a%mentamos el 4rea 8el tra,a7o. no podemos,a7ar de 1 ,ara,sol%to >>>


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12"0 Ciclo con 4o*recalentamiento

)32(

)21()/3(

==

Q

WW

Q

W tt

sum

t

th


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12.9 Ciclo con Recalentamiento

)5/()32(

)21()65()/3(

++== QQWWW

QW ttt

sum

t

th

12 1: Ci l R i$


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12.1: Ciclo con Re-eneraci$n

12 11 Ci l C i$


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12.11 Ciclo con Co-eneraci$n

12 12 Ci l 0i i


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12.12 Ciclos 0inarios

E/em!lo94e tiene un ciclo Rankine re#enerati>o de do& e@traccione& recalentamiento


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4e tiene un ciclo Rankine re#enerati>o de do& e@traccione& recalentamientointermedio" Lo& calentadore& &on i&o*rico& adia*tico&" La caldera el recalentador&on i&o*rico&" La& e@!an&ione& de cada una de la& eta!a& de la& tur*ina& de alta !re&inTAP &e reali?a con un rendimiento i&entr!ico de ".- la tur*ina de *a/a !re&in T)Ptiene un rendimiento i&entr!ico de "02"

De*er con&iderar9E! Ek de&!recia*le&%L:;uido incom!re&i*le%La& *om*a& &onadia*tica& re>er&i*le&"Determinar9a=Lo& dia#rama& T%& $%&"*=Toda& la& ental!:a& e&!ec:ica&


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