Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 9
Por lo tanto,
La eficiencia térmica también podría determinarse de
donde
h tér
w neto
q entrada
Comentario Bajo las suposiciones de aire estándar frío (calores específicos
constantes, valores a temperatura ambiente), la eficiencia térmica sería, de
acuerdo con la ecuación 9-17,
h tér,Brayton 1 1 1
r 1k12>k
p
362.4 kJ>kg
0.426 o 42.6%
851.62 kJ>kg
h tér 1 q salida
q entrada
q salida h 4 h 1 789.37 300.19 489.2 kJ>kg
1
0.448
11.412>1.4
8
lo cual es suficientemente cercano al valor obtenido al tomar en cuenta la
variación de los calores específicos con la temperatura.
Desviación de los ciclos reales de turbina
de gas en comparación con los idealizados
Los ciclos reales de turbina de gas difieren del ciclo Brayton ideal por varias
razones. Por un lado, alguna disminución de presión durante los procesos de
adición y rechazo de calor es inevitable. Más importante aún es que la entrada
de trabajo real al compresor será mayor y la salida de trabajo real de la turbina
será menor debido a irreversibilidades. La desviación del comportamiento real
del compresor y la turbina del comportamiento isentrópico idealizado puede
tomarse en cuenta con precisión si se utilizan las eficiencias isentrópicas de la
turbina y el compresor, definidas como
y
C
w s h 2s h 1
w a h 2a h 1
w a
(9-19)
h 3 h 4a
T
(9-20)
w s h 3 h 4s
donde los estados 2a y 4a son los estados de salida reales del compresor y la
turbina, respectivamente, y 2s y 4s son los correspondientes al caso isentrópico,
como se ilustra en la figura 9-36. El efecto de las eficiencias de la turbina y el
compresor en la eficiencia térmica de los motores de turbina de gas se ilustra a
continuación con un ejemplo.
T
2a
2s
1
Caída de presión
durante la adición
de calor
3
4s
4a
Caída de presión
durante el rechazo
de calor
FIGURA 9-36
Desviación de un ciclo de turbina de
gas real del ciclo Brayton ideal como
resultado de irreversibilidades.
s
EJEMPLO 9-6 Un ciclo real de turbina de gas
Suponga una eficiencia del compresor de 80 por ciento y una eficiencia de la
turbina de 85 por ciento. Determine a) la relación del trabajo de retroceso, b)
la eficiencia térmica y c) la temperatura de salida de la turbina del ciclo de la
turbina de gas analizado en el ejemplo 9-5.
Solución Se reconsidera el ciclo Brayton ideal analizado en el ejemplo 9-5.
Para las eficiencias especificadas del compresor y la turbina se determinarán
la relación del trabajo de retroceso, la eficiencia térmica y la temperatura de
salida de la turbina.