TD3-2017.2 Tarea Corta No.5

Termodinámica 3 Segundo semestre 2017

Tarea 05 Temas: Ciclo de Rankine y sus modificaciones. Instrucciones: Conteste a las siguientes preguntas y resuelva los siguientes problemas, dejando constancia de su procedimiento. Conceptos: -Ciclo de Rankine

1. ¿Cuáles son los cuatro procesos que integran el ciclo de Rankine ideal simple? 2. ¿Cómo cambian las siguientes cantidades cuando un ciclo de Rankine simple ideal se modifica con recalentamiento? Suponga que el flujo másico se mantiene igual: -Consumo de trabajo de la bomba: ¿aumenta?¿disminuye?¿queda igual? -Producción de trabajo por la turbina: ¿aumenta?¿disminuye?¿queda igual? -Suministro de calor: ¿aumenta?¿disminuye?¿queda igual? -Calor rechazado: ¿aumenta?¿disminuye?¿queda igual? -Contenido

de

humedad

a

la

salida

de

la

turbina:

¿aumenta?¿disminuye?¿queda igual? 3. Dibuje el diagrama T-S y P-V para: para: -

El ciclo de Rankine (reversible)

-

El ciclo de Rankine con regeneración (reversible) (reversibl e)

-

El ciclo de Rankine con recalentamiento (reversible)

-Problemas:

1. Un ingeniero ha propuesto propuesto usar un ciclo de Rankine ideal simple que usa refrigerante 134a para producir trabajo con calor de un depósito de energía

térmica de baja temperatura. La caldera opera a 1.6 MPa, el condensador a 0.4 MPa, y la entrada de la turbina a 80°C. Determine el flujo másico de 134a necesario para que este ciclo produzca 750 kW de potencia, y la eficiencia térmica del ciclo. 2. Considere un ciclo ideal de recalentamiento de vapor ideal en donde el vapor entra a la turbina de alta presión a 3.5 MPa, 400°C, y después se expande a 0.8 MPa. A continuación se recalienta a 400°C y se expande a 10 kPa en la turbina de baja presión. Calcule la eficiencia térmica del ciclo y el contenido de humedad del vapor que sale de la turbina de baja presión. 3. Considere un ciclo regenerativo ideal con vapor en donde el vapor entra a la turbina a 3.5 MPa y 400°C y sale del condensador a 10 kPa. De la turbina se extrae vapor a 0.8 MPa y también a 0.2 MPa para calentar el agua de alimentación en dos calentadores abiertos. El agua de alimentación sale de cada calentador a la temperatura del vapor que se condensa. Se utilizan bombas adecuadas para el agua que sale del condensador y de los calentadores de agua de alimentación. Calcule la eficiencia térmica del ciclo y el trabajo neto por kilogramo de vapor. 4. Un ciclo Rankine ideal con recalentamiento con agua como el fluido de trabajo funciona con una presión en la caldera de 15000 kPa, el recalentador a 2000 kPa y el condensador a 100 kPa. La temperatura es de 450°C a la entrada de las turbinas de alta y baja presión. El flujo másico a través del ciclo es de 1.74 kg/s. Determine la potencia usada por las bombas, la potencia producida por el ciclo, la tasa de transferencia de calor en el recalentador y la eficiencia térmica de este sistema.