Republica Bolivariana de Venezuela Universidad Nacional Experimental Politécnica

“Antonio José de Sucre” Vice-Rectorado “Luis Caballero Mejías”

Núcleo Guarenas

Integrantes:

Rossellini Barrios 2011200186Erika Garrido 2010200113Wendy Ortega 2008100108Kelly Capote 2009200175Ramiro Esparragoza 2008100105

Profesora:

María Rodríguez

CENTRALES TERMOELÉCTRICAS A

VAPOR (CICLO RANKINE)

Ciclo de Regeneración

Consiste, en extraer parte del vapor expandido en la turbina y utilizarlo para suministrar calor al flujo de trabajo (mediante calentadores),

aumentando su temperatura antes de pasar por la fuente de calor (calor) a una presión continua.

Calentadores Abiertos

El vapor extraído de la turbina se mezcla con el agua que sale de la bomba. Se ajusta los flujos

másicos de las corrientes que entran al calentador , de manera que el resultado de la mezcla a la salida del calentador sea liquido

saturado a una presión determinado

Calentadores Cerrados

En un calentador cerrado no se mezclan las corrientes que entran. El agua de alimentación circula por el interior de los tubos que pasan por el calentador y el vapor extraído de la turbina para precalentar el agua, se condensa sobre los tubos.

Ciclo Rankine con Regeneración

En el caso ideal, se supone que el agua de alimentación proveniente del condensador sale del calentador como liquido comprimido a la misma temperatura que el vapor de agua extraído que ha condensado.

Esta Formado por Cuatro Procesos:

Proceso 1 – 2: En la transformación 1-2 aumenta la presión del líquido sin pérdidas de calor, por medio de un compresor, con aportación de un trabajo mecánico externo.

Proceso 2 – 3: En la transformación 2-3 se aporta calor al fluido a presión constante en una caldera, con lo que se evapora todo el líquido elevándose la temperatura del vapor al máximo.

Proceso 3 – 4: La transformación 3-4 es una expansión adiabática, con lo que el vapor a alta presión realiza un trabajo en la turbina.

Proceso 4 – 1: La transformación 4-1consiste en refrigerar el fluido vaporizado a presión constante en el condensador hasta volver a convertirlo en líquido, y comenzar de nuevo el ciclo.

Análisis de Energía del Ciclo

Los componentes asociados con el ciclo Rankine (bomba, caldera, turbina y condensador) son dispositivos de flujo estable.

Los cambios en la energía cinética y potencial de vapor suele ser pequeño con los términos de trabajo y de transferir encía de calor, y por consiguiente, se ignoran. Aplicando las ecuaciones de la energía por unidad de masa y régimen estacionario a cada componente por separado se obtiene las expresiones del

calor y el trabajo del ciclo Rankine.

q +w = ∆h + ∆ec + ∆e p

Despreciando las variaciones de energía cinética y potencial, la ecuación queda reducida en:

q +w = hsal − hent

𝑛=�̇� 𝑇𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛𝑎−�̇� 𝐵𝑜𝑚𝑏𝑎

�̇�𝑐

Ecuación para Calcular el Rendimiento del Ciclo Rankine

Variables:

= Potencia mecánica suministrada o absorbida = Eficiencia termodinámica del proceso = Potencia térmica de entrada

Esta ecuación describe la eficiencia termodinámica o rendimiento térmico del ciclo y se define como la relación entre la potencia de salida con respecto a la potencia térmica de entrada

Ciclo de Potencia de VaporExisten diversos ciclos teóricos, compuesto por procesos internamente reversibles. Uno de ellos es el denominado Ciclo de Carnot, que puede funcionar como sistema cerrado o como sistema de flujo en régimen estacionario, el mismo está compuesto por dos procesos isotérmicos e internamente reversibles y dos procesos adiabáticos e internamente reversibles. Si en varias etapas del ciclo, el fluido de trabajo aparece en las fases líquida y vapor, el diagrama Ts del ciclo de vapor presentado en la figura 1.1a y 1.1b, será análogo al ciclo de Carnot.

Este puede resumirse en la siguiente secuencia de procesos:

Eficiencia de Ciclo

La eficiencia puede incrementarse también aumentando la presión de operación en la caldera. Sin embargo, un aumento en la presión de operación de la caldera origina un mayor grado de humedad en los últimos pasos de la turbina. Este problema puede solucionarse haciendo uso de recalentamiento• .

El ciclo Rankine con recalentamiento puede ayudar a elevar minimamente la eficiencia del ciclo, pero se usa para alargar el tiempo de vida de la turbina. Idealmente podríamos usar una cantidad infinita de recalentamientos para continuar elevando la eficiencia pero en la practica solo se usan dos o tres, ya que la ganancia de trabajos es muy pequeña

Diagrama del ciclo