Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

590
CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR
7 MPa
500 °C
1
2 3
T
1, 2, 3
Cámara de
mezclado
Caldera
11
9
10
Válvula de
expansión
4
500 kPa
Bomba II
Calentador
del proceso
7
Bomba I
Turbina
5
500 kPa
6
5 kPa
Condensador
8
10
11 7
9
8
5
6
4
7 MPa
FIGURA 10-24
Esquema y diagrama T-s para el ejemplo 10-8.
5 kPa
s
Las entradas de trabajo a las bombas y las entalpías en diversos estados son:
w bomba I,entrada v 8 1P 9 P 8 2 10.001005 m 3 1 kJ
>kg 2317 000 52kP a 4a
1 kP a # b m
3
7.03 kJ >kg
w bomba II,entrada v 7 1P 10 P 7 2 10.001093 m 3 1 kJ
>kg 2317 000 5002 kPa 4a
1 kP a # b m
3
7.10 kJ >kg
h 1 h 2 h 3 h 4 3 411.4 kJ >kg
h 5 2 739.3 kJ >kg
h 6 2 073.0 kJ >kg
h 7 h f a 500 kP a 640.09 kJ >kg
h 8 h f a 5 kP a 137.75 kJ >kg
h 9 h 8 w bomba I,entrada 1137.75 7.03 2 kJ >kg 144.78 kJ >kg
h 10 h 7 w bomba II,entrada 1640.0 9 7.10 2 kJ >kg 647.19 kJ >kg
a) La razón máxima de calor de proceso se alcanza cuando todo el vapor que
sale de la caldera se estrangula y se envía al calentador de proceso mientras
que a la turbina no se envía nada (esto es, m . 4 m. 7 m. 1 15 kg/s y m. 3
m . 5 m. 6 0). Por lo tanto,
# #
Q p ,máx m 1 1h 4 h 7 2 115 kg >s 2313 411.4 640.092 kJ >kg 4 41 570 kW
En este caso el factor de utilización es 100 por ciento porque nada de calor
se rechaza desde el condensador y las pérdidas de calor de la tubería y los
demás componentes se consideran insignificantes; tampoco se consideran
pérdidas por combustión.
b) Cuando no se suministra calor de proceso, todo el vapor que sale de la
caldera pasará a través de la turbina y se expandirá hasta la presión del con-