Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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CAPÍTULO 10
por cien to no pue de ser to le ra do en la ope ra ción de cen tra les eléc tri cas. Es te
pro ble ma po dría eli mi nar se uti li zan do un flui do de tra ba jo con una lí nea muy
in cli na da de va por sa tu ra do.
3. El proceso de compresión isentrópica (proceso 4-1) implica la compresión
de una mezcla de líquido y vapor hasta un líquido saturado. Hay dos
dificultades asociadas con este proceso: primero, no es fácil controlar el proceso
de condensación de manera tan precisa como para obtener finalmente la
calidad deseada en el estado 4; y segundo, no es práctico diseñar un compresor
que maneje dos fases.
Al gu nos de es tos pro ble mas pue den eli mi nar se al eje cu tar el ci clo de Carnot
de ma ne ra di fe ren te, co mo se mues tra en la fi gu ra 10-1b). Sin em bar go,
es te ci clo pre sen ta otros pro ble mas, co mo la com pre sión isen tró pi ca a pre siones
ex tre ma da men te al tas y la trans fe ren cia iso tér mi ca de ca lor a pre sio nes
va ria bles. Por lo tan to con clui mos que el ci clo de Car not no pue de lo grar se en
los dis po si ti vos rea les y no es un mo de lo rea lis ta pa ra los ci clos de po ten cia
de va por.
10-2 ■ CICLO RANKINE: EL CICLO IDEAL PARA
LOS CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR
Es posible eliminar muchos de los aspectos imprácticos asociados con el
ciclo de Carnot si el vapor es sobrecalentado en la caldera y condensado por
completo en el condensador, como se muestra de manera esquemática en un
diagrama T-s en la figura 10-2. Lo que resulta es el ciclo Rankine, el cual
es el ciclo ideal para las centrales eléctricas de vapor. El ciclo Rankine ideal
no incluye ninguna irreversibilidad interna y está compuesto de los siguientes
cuatro procesos:
1-2 Compresión isentrópica en una bomba
2-3 Adición de calor a presión constante en una caldera
3-4 Expansión isentrópica en una turbina
4-1 Rechazo de calor a presión constante en un condensador
Caldera
2
3
T
w turbina,salida
q entrada
w bomba,entrada
q entrada
2
q salida
1
q salida
w bomba,entrada
s
Bomba
Turbina
3
w turbina,salida
1
Condensador
4
4
FIGURA 10-2
El ciclo Rankine ideal simple.