Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 10
3
T
Turbina de
alta presión
3
Recalentamiento
5
Recalentamiento
Caldera
4
Turbina
de alta
presión
P 4 = P 5 = P recalentamiento
Turbina
de baja
presión
6
4
Turbina
de baja
presión
2
5
Bomba
Condensador
2
1
6
1
s
FIGURA 10-11
El ciclo Rankine ideal con recalentamiento.
bi na de al ta pre sión), el va por se ex pan de isen tró pi ca men te has ta una pre sión
in ter me dia y re gre sa a la cal de ra don de se re ca lien ta a pre sión cons tan te, por
lo ge ne ral has ta la tem pe ra tu ra de en tra da de la tur bi na de la pri me ra eta pa.
Des pués, el va por se ex pan de isen tró pi ca men te en la se gun da eta pa (tur bi na
de ba ja pre sión) has ta la pre sión del con den sa dor. De mo do que la en tra da de
ca lor to tal y la sa li da to tal de tra ba jo de la tur bi na en un ci clo de re ca len tamien
to vie nen a ser
q entrada q primario q recalentamiento 1h 3 h 2 2 1h 5 h 4 2
(10-12)
y
w turbina,salida w turbina,I w turbina,II 1h 3 h 4 2 1h 5 h 6 2
(10-13)
La incorporación de un recalentamiento simple en una central eléctrica
moderna mejora la eficiencia del ciclo en 4 o 5 por ciento, ya que se incrementa
la temperatura promedio a la cual el calor se transfiere al vapor.
La tem pe ra tu ra pro me dio du ran te el pro ce so de re ca len ta mien to pue de
in cre men tar se au men tan do el nú me ro de eta pas de ex pan sión y re ca len tamien
to. Cuan do se ha ce es to, los pro ce sos de ex pan sión y re ca len ta mien to
se acer can a un pro ce so iso tér mi co a la tem pe ra tu ra má xi ma, co mo se muestra
en la fi gu ra 10-12. Sin em bar go, el uso de más de dos eta pas de re ca lenta
mien to no es prác ti co. El me jo ra mien to teó ri co en la efi cien cia debido al
se gun do re ca len ta mien to es cer ca no a la mi tad del mejoramiento debido a un
solo re ca len ta mien to. Si la pre sión de en tra da de la tur bi na no es lo su fi cien temen
te al ta, el do ble re ca len ta mien to re sul ta en un es ca pe so bre ca len ta do. Es to
es in de sea ble por que cau sa ría que la tem pe ra tu ra pro me dio pa ra el re cha zo
de ca lor au men te y de es ta ma ne ra la efi cien cia del ci clo dis mi nu ya. Por lo
tan to, el do ble re ca len ta mien to se uti li za so la men te en cen tra les eléc tri cas de
pre sión su per crí ti ca (P > 22.06 MPa). Una ter ce ra eta pa de re ca len ta mien to
in cre men ta la efi cien cia del ci clo en ca si la mi tad de la me jo ra al can za da por
el se gun do re ca len ta mien to. Es ta ga nan cia es tan pe que ña que no jus ti fi ca el
cos to y la com ple ji dad adi cio na les.
T
T prom,recalentamiento
FIGURA 10-12
La temperatura promedio a la que se
transfiere el calor durante el recalentamiento
aumenta cuando se incrementa el
número de etapas de recalentamiento.
s