Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

567
CAPÍTULO 10
EJEMPLO 10-2 Un ciclo de potencia de vapor real
Una central eléctrica de vapor opera en el ciclo que se muestra en la figura
10-5. Si las eficiencias isentrópicas de la turbina y la bomba son de 87 por
ciento y de 85 por ciento, respectivamente, determine a) la eficiencia térmica
del ciclo y b) la salida de potencia neta de la central para un flujo másico de
15 kg/s.
Solución Se considera un ciclo de potencia de vapor con eficiencias especificadas
para la bomba y la turbina. Se determinarán la eficiencia térmica del
ciclo y la salida de potencia neta.
Suposiciones 1 Existen condiciones estacionarias de operación. 2 Los cambios
en las energías cinética y potencial son insignificantes.
Análisis El esquema de la central y el diagrama T-s del ciclo se muestra en
la figura 10-5. Las temperaturas y presiones del vapor en diversos puntos
también se indican en la figura. Observe que la central eléctrica incluye componentes
de flujo estacionario y opera con base en el ciclo Rankine, pero se
han tomado en cuenta las imperfecciones de varios componentes.
a) La eficiencia térmica de un ciclo es la relación entre la salida neta de trabajo
y la entrada de calor, y se determina como:
Entrada de trabajo a la bomba:
w bomba,entrada w s,bomba,entrada
h p
v 1 1P 2 P 1 2
h p
10.001009 m3 >kg23116 000 92 kPa4
0.85
19.0 kJ>kg
1 kJ
a
1 kPa # b m
3
q entrada
2
15.9 MPa
35 °C
3
16 MPa
Caldera
15.2 MPa
625 °C
4
5
15 MPa
600 °C
T
wbomba,entrada
Bomba
η P = 0.85
Turbina
η T = 0.87
w turbina,salida
4
5
1
9 kPa
38 °C
10 kPa
Condensador
6
q salida
2
2s
3
1
6s 6
s
FIGURA 10-5
Esquema y diagrama T-s para el ejemplo 10-2.