Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR
que tie ne una efi cien cia tér mi ca más al ta que cual quie ra de los ci clos eje cu ta dos
in di vidual men te.
Los ciclos característicos de turbina de gas operan a temperaturas considerable
men te más al tas que los ci clos de va por. La tem pe ra tu ra má xi ma del flui do
a la en tra da de la tur bi na es tá cer ca de los 620 °C (1 150 °F) en las cen tra les
eléc tri cas de va por mo der nas, pe ro son su pe rio res a los 1 425 °C (2 600 °F) en
las cen tra les eléc tri cas de tur bi na de gas. Su va lor es su pe rior a 1 500 °C en la
salida del quemador en los turborreactores. El uso de temperaturas más elevadas
en las tur bi nas de gas ha si do po si ble gra cias a los re cien tes de sa rro llos en
el en fria mien to de los ála bes de la tur bi na y en el re ves ti mien to de és tos con
materiales resistentes a las altas temperaturas, como cerámicas. Debido a la tempe
ra tu ra pro me dio más al ta a la cual se su mi nis tra el ca lor, los ci clos de tur bi na
de gas tienen un potencial mayor para eficiencias térmicas más elevadas. Sin
embargo, los ciclos de turbina de gas tienen una desventaja inherente: el gas
sa le de la tur bi na a tem pe ra tu ras muy al tas (por lo ge ne ral arri ba de 500 °C), lo
que cancela cualquier ganancia potencial en la eficiencia térmica. Esto se puede
mejorar un poco utilizando la regeneración, pero la mejoría será limitada.
Des de el pun to de vis ta de la in ge nie ría, es con ve nien te apro ve char las
ca rac te rís ti cas de sea bles del ci clo de tur bi na de gas a al tas tem pe ra tu ras y utili
zar los ga ses de es ca pe de al ta tem pe ra tu ra co mo fuen te de ener gía en un
ci clo en un intervalo de temperaturas menores, co mo un ci clo de po ten cia de
va por. El re sul ta do es un ci clo com bi na do de gas y va por, co mo se muestra
en la fi gu ra 10-25. En es te ci clo, la ener gía se re cu pe ra de los ga ses de
es ca pe y se trans fie re al va por en un in ter cam bia dor de ca lor que sir ve co mo
cal de ra. Ge ne ral men te más de una tur bi na de gas se ne ce si ta pa ra su mi nis trar
su fi cien te ca lor al va por. Ade más, el ci clo de va por pudiera implicar re ge ne ra-
Q entrada
Cámara de
combustión
T
6
7
Ciclo de gas
Compresor
Turbina
de gas
7
Entrada
de aire
5
Gases de
escape
9
Intercambiador
de calor
8
Q entrada
Ciclo
de gas
8
3
2
Bomba
Ciclo
de vapor
3
Turbina
de vapor
6
5
2
1
9
Ciclo
de vapor
4
1
Condensador
Q salida
4
Q salida
s
FIGURA 10-25
Central eléctrica combinada de gas y vapor.