Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CICLOS DE POTENCIA DE GAS
10
Regenerador
5
1
4
Cámara de
combustión
Recalentador
6 7 8 9
Compresor
I
Compresor
II
Turbina I
Turbina II
w neto
2 3
Interenfriador
FIGURA 9-43
Una máquina de turbina de gas con compresión en dos etapas con interenfriamiento, expansión en
dos etapas con recalentamiento y regeneración.
el 7, donde entra al recalentador. Ahí se recalienta a presión constante hasta el
estado 8 (T 8 T 6 ), donde pasa a la segunda etapa de la turbina. El gas sale de la
turbina en el estado 9 y entra al regenerador, donde se enfría hasta el estado 10
a presión constante. El ciclo se completa cuando el gas se enfría hasta el estado
inicial (o al purgar los gases de escape).
En el capítulo 7 se demostró que la entrada de trabajo en un compresor de dos
etapas se minimiza cuando se mantienen relaciones de presión iguales en cada
etapa. Puede demostrarse que este procedimiento también maximiza la salida
de trabajo de la turbina. Así, para el mejor desempeño tenemos
T
q regeneración
4
3
q entrada
5
2
1
6
10
q regeneración = q ahorrado
q salida
FIGURA 9-44
Diagrama T-s de un ciclo de turbina de
gas ideal con interenfriamiento,
recalentamiento y regeneración.
7
8
9
s
P 2
P 1
P 4
P 3
y P 6
P 7
P 8
P 9
(9-26)
En el análisis de los ciclos reales de turbina de gas, las irreversibilidades que
están presentes dentro del compresor, la turbina y el regenerador, así como
las caídas de presión en los intercambiadores de calor, deben ser consideradas.
La relación del trabajo de retroceso de un ciclo de turbina de gas mejora debido
al interenfriamiento y el recalentamiento. Sin embargo, esto no significa
que la eficiencia térmica también mejorará. El hecho es que el interenfriamiento
y el recalentamiento siempre disminuirán la eficiencia térmica a menos que
estén acompañados de la regeneración. Esto se debe a que el interenfriamiento
disminuye la temperatura promedio a la cual se añade el calor, y el recalentamiento
aumenta la temperatura promedio a la cual el calor se rechaza. Esto es
evidente en la figura 9-44. Por lo tanto, en centrales eléctricas de turbina de gas,
el interenfriamiento y el recalentamiento se utilizan siempre en conjunción con
la regeneración.