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7/23/2019 TERMO-CAP12-Rankine (1).ppt
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CAPTULO 12Ciclo Rankine
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INDICEIntroduccinPlanta Trmica a a!or
12"1 Ciclo Rankine"12"2 Dia#rama $ % & de 'ollier12"( )om*a&12"+ Caldera&12", Tur*ina&
12"- Conden&adore&12". 'e/ora& del ciclo terico12"0 Ciclo con &o*recalentamiento12" Ciclo con Recalentamiento12"1 Ciclo con Re#eneracin
12"11 Ciclo con Co#eneracin12"12 Ciclo& )inario&Pro*lema&
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12.1 CICLO RANKINE (Centrales Trmicas a vapor)
Consideraciones%Proce&o 3EE45E&tacionario"%E67 8 EP7
!rocesos1%29 )om*a de L:;uido
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Rendimiento del ciclo9
1QQ1
QQQ
Q
WW
Q
WW
Q
WW
Q
W
23
41
23
4123th
23
)21(t)43(t
sum
turbinabombath
sum
Vt
sumth
a!or de
a#ua como &u&tancia!uraB u&aremo& Ta*la&de a!or dia#rama&T%& $ %&
A;u: $a un errorB cul e&
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"#$nde se %tili&a este Ciclo de 'apor (
';uina de a!orB 10(0
Primera locomotora de >a!ordel mundoBcon&truida en 10+"
)arco de a!or
'otocicleta a >a!orB 100
Locomotora de >a!orB 10--
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CICLO RANKINE I#EAL
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#IARA*A T + s CICLO RANKINE REAL
Tam,in #ia-rama . s + *ollier
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12./ 0om,as
%A!ro@imadamente adia*tica"
12)21(t
12f112
)21(t12f1
2
1
12
f112
2
1
12
2
1
12
0
2
10
12
adiabtico,0
12
hhw
)PP(vhh
w)PP(vvdP)hh(
vvv
0vdP)hh(
vdP)hh(Pdv)uu(qq
=
+=
===
==
=
=+=
=
==
Rendimiento i&oentr!ico dela *om*a 1
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La& *om*a& &ir>en !aradar el lu/o de ma&a m B
ele>ar la !re&in enl:;uido& HH
)( 12)21( hhmWt =
)P-(Pvhh 12f112 +=
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)om*a& Centr:u#a&
)om*a& Centriu#a& en&erie !aralelo"La*" Ener#:a PUCP
E&;uema Tcnico de una *om*a
toda& la& *om*a& &ecalculan con la mi&maormula anteriorB &olocam*iaran la&!ro!iedade& del li;uido
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Bombas centrfugas
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)om*a& de Pi&tn
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12"+ Caldera&
Caldera
isobrica,0
3
2
23
0
3
20
2323 vdP)hh(Pdv)uu(qq
==
= =+=
23)32( hhq =
Rendimiento de la Caldera
PCm
hhm
Q
Q
cCcal
==
)( 23)32(
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CO')U4TI)LE4 Poder Calor:ico Pe&oE&!ec:ico
Petrleo Crudo 11,. kcalFk# ".+, k#Fl
a& natural A&ociado 2.(" kcalFPC 1"
a& licuado 110(( kcalFk# ",, k#Fl
a&olina de A>iacin 11--. kcalFk# "., k#Fl
a&olina Automotri? 11--. kcalFk# ". k#Fl
Jet 3uel 1120+ kcalFk# "0+ k#Fl
6ero&ene 112(. kcalFk# ".0 k#Fl
Die&elFa& oil 11,, kcalFk# "0 k#Fl3uel Oil 111(. kcalFk# "0, k#Fl
No ener#tico 11,. kcalFk# "01 k#Fl
Electricidad 0- kcalFkG$ 1"
LeKa
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Carbn
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Caldera Acuotubular
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Caldera Pirotubular
E&te tam*ien
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Centrales n%cleares
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Centrales Trmicas
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Centrales nucleares
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12. T%r,inas de vapor
344)-t(3
w
4
3
34)43(
hhw
!adiabtica"sturbina#a$i
vdP)hh(q
)43(t
=
=
- A la salida de la turbina ( ! "#$ como mnimo)% &ara 'ue no se &roduca erosinen los alabes% ni corrosin
Potencia Tcnica de la Turbina:
)hh(mW 43)43(t =
Eficiencia Isentrpica de la Turbina o eficiencia adiabtica:
43
43st
hh
hh
=
Rendimiento Mecnico:
)43(t
mW
%
=
Rendimiento del Generador:
= %
V&'"n
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Turbina de *a&or
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+u ,ace esta m'uina a'u.
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12. Condensadores
0
1
4
41
0
1
40
4141 vdP)hh(Pdv)uu(qq
==
= =+=
41)14( hhq =
)()(
)()(
)(
datocomodase
)(
1/
1/
1/)1/(
T
es
si
refrigPrefriges
esrefrig
srefrigerefrig
TTcmhh
hhmhhm
hmhmhmhmhhmQ
=
=
+=+=
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INTERCAMIA!"RE# !E CA$"R:
- Condensadores
- Calentadores
- 0nfriadores
- adiadores
- egeneradores
- ntercambiadores
- e&aradores- Torres de 0nfriamiento
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Tubos
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Ti&os de condensadores
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Torres de enfriamiento
CA$ENTA!"RE#:
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CA$ENTA!"RE#:
- sobricos
- Adiabticos
Abiertos:
3fc1f2c
f3
321
h)mm(hmhm
hh
PPP
+=+
=
==
Cerrados:
4c2f1f3c
f4
43
21
hmhmhmhm
hh
PP
PP
+=+
=
=
=
RENDIMIENTO DE LA PLANTA:
'"n
mca#th
%
V&
W
%
Q
Q
Q
W
Q
V&
tcom
)32(
)32(
t
P#anta
'"nmca#th
P#anta
=
==
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CICLO3 !O3ITI'O3 (*45%inas Trmicas)
4e &umini&tra calor !ara o*tener tra*a/o" El re&to decalor &e e>acua a una uente de *a/a tem!eratura"
Eiciencia Trmica9
4a*emo& ;ue9
1)(Q
)(W
Q
Wobt"nido
sumth
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)
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oft4ares
12 6 * 7 l Ci l t $ i
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12.6 *e7oras al Ciclo te$rico
!odemos incrementar la
presi$n en la caldera perol%e-o de la t%r,ina caedentro de la &ona deme&cla 8 p%ede ,a7ar lacalidad de 9: ;< lo c%al
seria peli-roso
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tam,in podemos ,a7arla presi$n en elcondensador con %na,om,a de vac=o< 8
a%mentamos el 4rea 8el tra,a7o. no podemos,a7ar de 1 ,ara,sol%to >>>
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12"0 Ciclo con 4o*recalentamiento
)32(
)21()/3(
==
Q
WW
Q
W tt
sum
t
th
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12.9 Ciclo con Recalentamiento
)5/()32(
)21()65()/3(
++== QQWWW
QW ttt
sum
t
th
12 1: Ci l R i$
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12.1: Ciclo con Re-eneraci$n
12 11 Ci l C i$
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12.11 Ciclo con Co-eneraci$n
12 12 Ci l 0i i
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12.12 Ciclos 0inarios
E/em!lo94e tiene un ciclo Rankine re#enerati>o de do& e@traccione& recalentamiento
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4e tiene un ciclo Rankine re#enerati>o de do& e@traccione& recalentamientointermedio" Lo& calentadore& &on i&o*rico& adia*tico&" La caldera el recalentador&on i&o*rico&" La& e@!an&ione& de cada una de la& eta!a& de la& tur*ina& de alta !re&inTAP &e reali?a con un rendimiento i&entr!ico de ".- la tur*ina de *a/a !re&in T)Ptiene un rendimiento i&entr!ico de "02"
De*er con&iderar9E! Ek de&!recia*le&%L:;uido incom!re&i*le%La& *om*a& &onadia*tica& re>er&i*le&"Determinar9a=Lo& dia#rama& T%& $%&"*=Toda& la& ental!:a& e&!ec:ica&
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