Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR
presión de 10 kPa. Una parte de vapor sale de la turbina a una presión de
1.2 MPa y entra al calentador abierto de agua de alimentación. Determine la
fracción de vapor extraído de la turbina y la eficiencia térmica del ciclo.
Solución Se tiene una central eléctrica de vapor que opera en un ciclo
Rankine ideal regenerativo con un calentador abierto de agua de alimentación.
Se determinarán la fracción de vapor extraído de la turbina y la eficiencia
térmica.
Suposiciones 1 Existen condiciones estacionarias de operación. 2 Los cambios
en las energías cinética y potencial son insignificantes.
Análisis El esquema de la central eléctrica y el diagrama T-s del ciclo se
muestra en la figura 10-18. Se observa que la central eléctrica opera en un
ciclo Rankine ideal regenerativo, por consiguiente las turbinas y las bombas
son isentrópicas; no hay caídas de presión en la caldera ni en el condensador,
tampoco en el calentador de agua de alimentación; y el vapor sale del
condensador y del calentador de agua de alimentación como líquido saturado.
Primero, se determinan las entalpías en diferentes estados:
Estado 1:
P 1 10 kPa
Líquido saturado fh 1 h f @ 10 kPa 191.81 kJ>kg
v 1 v f @ 10 kPa 0.00101 m 3 >kg
Estado 2:
P 2 1.2 MPa
s 2 s 1
w bomba I,entrada v 1 1P 2 P 1 2 10.00101 m 3 1 kJ
>kg2311 200 102 kPa4 a
1 kPa # b m
3
1.20 kJ>kg
h 2 h 1 w bomba I,entrada 1191.81 1.202 kJ>kg 193.01 kJ>kg
5
15 MPa
600 °C
w turbina,salida
T
Turbina
Caldera
1.2 MPa
6
7
10 kPa
5
q entrada
4
15 MPa
CAA
abierto
1.2 MPa
3 2
1.2 MPa
Condensador
q salida
4
3
2
1
7
6
Bomba II
Bomba I
10 kPa
1
s
FIGURA 10-18
Esquema y diagrama T-s para el ejemplo 10-5.