7/21/2019 Ciclos Termodinámicos
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Ing Vícto r Calla Delgado
CICLOS
TERMODINÁMICOS
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CICLO SIMPLE DE POTENCIA:
• La potencia de salida en el eje de la
turbina ( ) se produce al expandirse
vapor sobrecalentado a alta presión y
temperatura correspondiente al estado
1, de forma adiabática hasta una presión
baja (posiblemente menor que po)correspondiente al estado 2 donde la
fase del fluido es una mezcla húmeda de
alta calidad.
• A continuación el fluido pasa a presión
constante por un intercambiador de
calor denominado condensador. El calorcedido ( ) modifica el estado del
fluido hasta líquido saturado en el
estado 3.
turbW
condQ
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CICLO SIMPLE DE POTENCIA:
• Mediante una bomba que recibe trabajo
( ), se comprime el fluido
adiabáticamente hasta la presión de
entrada de la turbina llegando hasta el
estado 4. En este punto, el fluido se
suele tomar como incompresible y elproceso adiabático como isotermo.
• Finalmente se utiliza una caldera
(intercambiador de calor) para elevar la
temperatura del fluido, a presión
constante (p4 = p1) hasta el valor
deseado de entrada en la turbina. Elcalor suministrado a la caldera ( ) se
obtiene de la combustión de carbón,
bagazo, gas natural o de una fuente
nuclear.
• Eficiencia del ciclo: 30 a 40%.
bombaW
calderaQ
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CICLO SIMPLE DE POTENCIA:
• 3-4 Compresión isentrópica en una
bomba.
• 4-1 Adición de calor a presión
constante en una caldera.
• 1-2 Expansión isentrópica en una
turbina. • 2-3 Rechazo de calor a presión
constante en un condensador .
entrada
neto
Q
W
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EJEMPLO
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CICLO DE REFRIGERACIÓN POR
COMPRESIÓN DE VAPOR:
• Como resultado del calor extraído de la región
fría ( ), el refrigerante se evapora al
atravesar el intercambiador de calor. La
evaporación se produce a temperatura y
presión constantes desde el estado 4 hasta el
estado 1, de vapor saturado, como se muestraen el diagrama p-v.
• Esta energía añadida al refrigerante en el
evaporador debe cederse al entorno antes que
se repita el ciclo. Se consigue comprimiendo el
vapor saturado en el estado 1 hasta vapor
sobrecalentado en el estado 2, de modo que T2 sea mucho mayor que la temperatura
ambiente. Este proceso de compresión
requiere aportar trabajo ( )
evapQ
compW
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CICLO DE REFRIGERACIÓN POR
COMPRESIÓN DE VAPOR:
• Mientras que el refrigerante pasa por el
condensador del estado 2 hasta el estado 3 en
el que se convierte en líquido saturado, se
cede energía transfiriendo calor al ambiente
( )
• Finalmente la presión se reduce a la delevaporador al pasar el refrigerante del estado
3 al estado 4 a través de una válvula de
estrangulamiento, la cual provoca la
evaporación de una parte del fluido, de modo
que el refrigerante es una mezcla húmeda de
baja calidad cuando entra al evaporador en elestado 4.
cond Q
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CICLO DE REFRIGERACIÓN POR
COMPRESIÓN DE VAPOR:
• 1-2 Compresión isentrópica en un
compresor .
• 2-3 Rechazo de calor a presión
constante en un condensador .
•
3-4 Estrangulamiento en undispositivo de expansión.
• 4-1 Absorción de calor a presión
constante en un evaporador .
entradaneto
evap
frig
W
QCOP
,
Re
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EJEMPLO
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