Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

524
CICLOS DE POTENCIA DE GAS
Entonces
Por lo tanto,
T 6 1 300 K S h 6 1 395.97 kJ >kg
P r 7 P 7
P 6
P r 6
1
P r 6 330.9
28 1330.9 2 117.0 S T 7 1 006.4 K
q entrada q primario q recalentamiento 1h 6 h 4 2 1h 8 h 7 2
h 7 1 053.33 kJ >kg
w comp,entrada 2 1w comp,entrada,I 2 2 1h 2 h 1 2 2 1404.31 300.19 2 208.24 kJ >kg
w turb,salida 2 1w turb,salida,I 2 2 1h 6 h 7 2 2 11 395.97 1 053.33 2 685.28 kJ >kg
w neto w turb,salida w comp,entrada 685.28 208.24 477.04 kJ >kg
11 395.97 404.31 2 11 395.97 1 053.33 2 1 334.30 kJ >kg
y
r bw w comp,entrada
w turb,salida
208.24 kJ >kg
0.304 o 30.4%
685.28 kJ >kg
Una comparación de estos resultados con los que se obtuvieron en el ejemplo
9-5 (compresión y expansión en una sola etapa) revela que la compresión
en etapas múltiples con interenfriamiento, así como la expansión en etapas
múltiples con recalentamiento, mejoran la relación del trabajo de retroceso
(disminuye de 40.3 a 30.4 por ciento), pero perjudica la eficiencia térmica
(desciende de 42.6 a 35.8 por ciento). En consecuencia, el interenfriamiento
y el recalentamiento no se recomiendan en centrales eléctricas de turbinas de
gas a menos que se acompañen de regeneración.
b) La adición de un regenerador ideal (sin caídas de presión y una eficacia de
100 por ciento) no afecta el trabajo tanto del compresor como de la turbina.
Así, la salida de trabajo neto y la relación del trabajo de retroceso de un ciclo
de turbina de gas ideal serán idénticas, ya sea que haya un regenerador o no.
Sin embargo, un regenerador reduce los requerimientos de entrada de calor
al precalentar el aire que sale del compresor mediante el uso de los gases de
escape calientes. En un regenerador ideal, el aire del compresor se calienta
hasta la temperatura de salida de la turbina T 9 antes de entrar a la cámara de
combustión. Así, bajo las suposiciones de aire estándar, h 5 h 7 h 9 .
La entrada de calor y la eficiencia térmica en este caso son
y
h tér
w neto
q entrada
477.04 kJ >kg
0.358 o 35.8%
1 334.30 kJ >kg
q entrada q primario q recalentamiento 1h 6 h 5 2 1h 8 h 7 2
11 395.97 1 053.33 2 11 395.97 1 053.33 2 685.28 kJ >kg
Comentario Observe que, en comparación con el caso sin regeneración, la eficiencia
térmica casi se duplica como resultado de la regeneración. El efecto
global que la compresión y la expansión en dos etapas con interenfriamiento,
recalentamiento y regeneración tienen sobre la eficiencia térmica es un increh
tér w neto 477.04 kJ >kg
0.696 o 69.6%
q entrada 685.28 kJ kg