7/25/2019 Turbinas Electricas
http://slidepdf.com/reader/full/turbinas-electricas 1/18
T u r b i n a d e G a s
L
a t u r b i n a d e g a s e s u n a :
-
T u r b o m á q u i n a : p u e s f u n c i o n a e n u n r é g i m e n c o n t i n u o o d i n á m i c o , b a s á n d o s e e l
i n t e r c a m b i o d e e n e r g í a e n e l t e o r e m a d e E u l e r .
-
T é r m i c a : d e b i d o a q u e e l f l u i d o d e t r a b a j o e s c o m p r e s i b l e .
-
M o t o r a : P u e s e l f l u i d o c e d e e n e r g í a
a l a m á q u i n a , t r a n s f o r m a n d o d i c h a
e n e r g í a e n
e
n e r g í a m e c á n i c a e n u n e j e .
-
D e c o m b u s t i ó n i n
t e r n a , d a d o q u e l a
c o m b u s t i ó n s e r e
a l i z a i n t e r n a m e n t e e n e l
f
l u i d o .
7/25/2019 Turbinas Electricas
http://slidepdf.com/reader/full/turbinas-electricas 2/18
T u r b i n a d e G a s
E l c i c
l o b á s i c o d e f u n c i o n
a m i e n t o i d e a l d e l a s T u r b i n a s d e G a s e s
e l C i c l o B r a y t o n , o
c i c l o J o u l e , o
c i c l o a b i e r t o s i m p l e n o r e g e n e r a t i v o .
L a s e t a p a s r e a l i z a d a s e n e
s t e c i c l o s o n l a s s i g u i e n t e s :
1 - 2 C o m p r e s i ó n a d i a b á t i c
a r e v e r s i b l e ( i s o e n t r ó p i c a ) . S e r e a l i z a e n e l c o m p r e s o r .
2 - 3 C o m b u s t i ó n a p r e s i ó n
c o n s t a n t e . S e r e a l i z
a e n l a c á m a r a d e c o m b u s t i ó n .
3 - 4 E x p a n s i ó n a d i a b á t i c a
r e v e r s i b l e ( i s o e n t r ó p i c a ) . S e r e a l i z a e n l a t u r b i n a .
4 - 1 C e s i ó n d e c a l o r i s o b á r i c a . S e r e a l i z a e n l a
a t m ó s f e r a .
P
V
1
2
3
4
Q A
Q C
W C
W T
S
T , h
1 2
3 4
Q A
Q C
W C
W T
7/25/2019 Turbinas Electricas
http://slidepdf.com/reader/full/turbinas-electricas 3/18
T u r b i n a d e G a s
P u e s t o q u e s e e s t á t r a t a n d o c o n e l c i c l o i d e a l
n o s e c o n s i d e r a n n i
l a s p é r d i d a s p o r t r a n s m i s i ó n d e
c a l o r , n i l a s p é r d i d a s d e c
a r g a e n l o s c o n d u c t o s .
E l c i c l o d e B r a y t o n r e a l i z a d o e n l a s t u r b i n a
s d e g a s n o e s e s t r
i c t a m e n t e u n c i c l o
r e a l i z a d o p o r u n
m i s m
o f l u i d o d e t r a b a j o , p u e s t o q u e e l f l u i d
o q u e e v o l u c i o n a a
n t e s d e l a c á m a r a d
e c o m b u s t i ó n e s
a i r e y e l q u e s a l e d e l a c á m a r a d e c o m b u s t i ó n y s e e x p a n d e e n l a t u r b i n a e s a i r e m á s p r o d u c t o s d e l a
c o m b
u s t i ó n . S i n e m b a r g o , e n e l e s t u d i o i d e a l d e l a s t u r b i n a s d e g
a s , p u e s t o q u e e l d o
s a d o e s p e q u e ñ o
( r e l a c i ó n c o m b u s t i b l e c o
m b u r e n t e ) , s e j u s t i f i c a l a e v o l u c i ó n d e l f l u i d o a i r e c o m o s i s e t r a t a r a d e u n
c i c l o , n o o b s t a n t e e s t a s i m p l i f i c a c i ó n s e d e b e r á c o r r e g i r c u a n
d o s e r e a l i c e e l e s t u d i o r e a l d e l a
t u r b i n a .
S i c o m p a r a m o s e l c i c l o B
r a y t o n c o n e l R a n k i n e , s e o b s e r v a c ó m o e n a m b o s l a c e s i ó n
y a b s o r c i ó n d e
c a l o r
e s i s o b á r i c a , m i e n t r
a s q u e l a s c o m p r e s i o n e s y e x p a n s i o n e s s e r e a l i z a n a e n t r o p í a c o n s t a n t e . E l
c i c l o
R a n k i n e e s c e r r a d o
( n o e x i s t e t r a n s f e r e n c i a d e m a s a c o n e l e n t o r n o ) , m i e n t r a s q
u e e l B r a y t o n e s
a b i e r t o .
L o s a p a r a t o s e m p l e a d o e
n c a d a c i c l o t i e n e n s u a n a l o g í a :
C i c l o R a n k
i n e
C i c l o B r a y t o n
T u r b i n a v a p o r
T u r b i n a d e G a s
C o n d e n s a d o r
A t m ó s f e r a
B o m b a
C o m p r e s o r
7/25/2019 Turbinas Electricas
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P o r ú l t i m o , c o m o y a s e
d i j o , e n l a c l a s i f i c a
c i ó n d e l o s m o t o r e s
t é r m i c o s , e l c i c l o R
a n k i n e f o r m a u n
m o
t o r
t é r m i c o d e c o
m b u s t i ó n e x t e r n a ,
m i e n t r a s q u e e l B r a y t o n f o r m a u n m
o t o r t é r m i c o d e
c o m
b u s t i ó n i n t e r n a .
E n
e l c i c l o R a n k i n e , l a c o m p r e s i ó n s e r e a
l i z a e n l a f a s e l í q u i d a y l a e x p a n s i ó n e n l a f a s e v a p o r ,
m i e n t r a s q u e e n e l c i c l o B r a y t o n , e n e l q u e
n o s e d a c a m b i o d e f a s e e n e l f l u i d o d e t r a b a j o , t a n t o l a
c o m
p r e s i ó n c o m o l a e x p a n s i ó n s e r e a l i z a n e n f a s e g a s e o s a , p
o r l o t a n t o e l t r a b a
j o n e t o d e l c i c l o
R a n k i n e e s m a y o r a l n e c e s i t a r s e m e n o s t r a b a j o d e c o m p r e s i ó n q u e e n e l c i c l o B r a y
t o n .
T u r b i n a d e G a s
R e
n d i m i e n t o d e c i c l o
B r a y t o n
A p l i c a n d o e l p r i m e r p r
i n c i p i o d e l a t e r m o d i n á m i c a p a r a c i c l o s
, y l a d e f i n i c i ó n d e
r e n d i m i e n t o p a r a
c i c l o s r e v e r s i b l e s :
C e d i d o
A b s o r
b i d o
C o m p r e s o r
T u r b i n a
N e t o
Q
Q
W
W
W
−
=
−
=
A b s o r
b i d o C e d i d o
A b s o r b i d o
A b
s o r b i d o C
o m p r e s o r
T u r
b i n a
A b s o r
b i d o
N e t o
t
Q
Q
Q
Q
W
W
Q W
−
=
−
=
=
η
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T u r b i n a d e G a s
e w
q
z
g
u
h
−
=
∆ ⋅
+
∆
+
∆
2 2
E l c á l c u l o d e l o s c a l o r e s y
t r a b a j o s q u e i n t e r v i e n e n e n c a d a e t a p a
d e l c i c l o , s e r e a l i z a r
á a p l i c a n d o
e l p r i m
e r p r i n c i p i o d e l a t e r m o d i n á m i c a p a r a s i s t e m a s a b i e r t o s e s t a b l e s :
d e e s t a f o r m a , p u e s t o q u e
e n t o d o s l o s c a s o s p
o d e m o s d e s p r e c i a r l a s v a r i a c i o n e s d e e n e r g í a c i n é t i c a y
p o t e n c i a l f r e n t e a l a v a r i a c i ó n e n t á l p i c a :
- C a l o
r e s p e c í f i c o a b s o r b i
d o e n l a c á m a r a d e c o m b u s t i ó n :
- C a l o
r e s p e c í f i c o c e d i d o ( e n e l c a s o d e c i c l o a b i e r t o s e c e d e a l a a t m ó s f e r a ) :
- T r a b
a j o e s p e c í f i c o d e e x
p a n s i ó n e n l a t u r b i n
a :
(
)
2
3
2
3
2 3
T
C
h
h
q
q
P
A
−
⋅
=
−
=
=
(
) 1
4
1
4
4 1
T
T
C
h
h
q
q
P
C
−
⋅
=
−
=
=
(
)
4
3
4
3
3 4
T
T
C
h
h
w
w
P
T
−
⋅
=
−
=
=
S u p o n i e n d o q u e s e t r a b a j a
c o n g a s p e r f e c t o y γ =
c t e .
S u p
o n i e n d o q u e s e t r a b a j a
c o n g a s p e r f e c t o y γ =
c t e .
7/25/2019 Turbinas Electricas
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- T r a b a j o e s p e c í f i c o d e c o m p r e s i ó n
(
) 1
2
1
2
1 2
T
T
C
h
h
w
w
P
C
−
⋅
=
−
=
= T u r b i n a d e G a s
S u p o n i e n d o q u e s e t r a b a j a
c o n g a s p e r f e c t o y γ =
c t e .
D e
e s t a f o r m a l a e x p r e s i ó n f i n a l d e l r e n d i m
i e n t o s e r á :
1 1
1
2 3 1 4
2 1
− −
⋅
−
=
T T T T
T T
t η
P u e s t o q u e s e e s t á t r a b a
j a n d o c o n a i r e c o m o
g a s p e r f e c t o y l o s p r o c e s o s t a n t o d e c o m p r e s i ó n
c o m
o d e e x p a n s i ó n a d i a
b á t i c o s s e t i e n e q u e
:
T
R v p
⋅
=
⋅
. c t e
v p
=
⋅
γ
3 4
1
3 4
1
2 1
2 1
T T
p p
p p
T T
=
=
=
−
−
γ γ
γ γ
7/25/2019 Turbinas Electricas
http://slidepdf.com/reader/full/turbinas-electricas 7/18
4 3
1 2
1 2
l u e g o
) ,
(
c o m p r e s i ó n
d e
r e l a c i ó n
l l a m a
l e s e
r e l a c i ó n
l a A
p p
p p
p p
=
=
ρ
ρ
T u r b i n a d e G a s
γ γ
ρ
η
1
2 1
1
1
1
−
−
=
−
=
T T
t
C o n l a s r e l a c i o n e s d e d u c i d a s a n t e r i o r m e n t e s e p u e d e e x p r e s a r e l r e n d i m i e n t o c o m o :
D e
l o q u e s e d e d u c e q u
e :
- E l r e n d i m i e n t o d e u n
c i c l o i d e a l a u m e n t a
c o n s t a n t e m e n t e a l a u m e n t a r l a r e l a c i ó n
d e c o m p r e s i ó n
( ρ )
, o l o q u e e s l o m i s m o , p a r a u n a d e t e r m
i n a d a T 1 d e l m e d i o
a m b i e n t e , e l r e n d i m i e n t o d e l c i c l o
i d e a l a u m e n t a a l a u m e n t a r l a t e m p e r a t u r a d
e s a l i d a d e l a i r e d e l
c o m p r e s o r T 2 .
- E
l r e n d i m i e n t o d e l c
i c l o i d e a l s ó l o d e p e n d e d e l a r e l a c i ó n
d e c o m p r e s i ó n , y e n p a r t i c u l a r n o
d e p
e n d e d e l a t e m p e r a t u r a d e e n t r a d a d e l g
a s a l a t u r b i n a , T 3 .
7/25/2019 Turbinas Electricas
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F a c t o r d e P o t e n c i a
U n p a r á m e t r o i n t e r e s a n t e a l a h o r a d e e s t u d i
a r e l c i c l o d e l a s t u r b i n a s d e g a s e s e l f a c t o r d e p o t e n c i a
o p r a c t i c a b i l i d a d d e l c i c l o y d e f i n e e l c o c i e n
t e e n t r e l a p o t e n c i a n e t a o b t e n i d a y l a p o t e n c i a
d e s a
r r o l l a d a p o r l a t u r b i n a :
T u r b i n a d e G a s
T u r
b i n a
N e t o
T u r
b i n a
G a s e s
C o m
p r e s o r
A i r e
T u r
b i n a
G a s e s
T u r
b i n a
N e t o
w w
w
G
w
G
w
G
P P
=
⋅
⋅
−
⋅
=
=
&
&
&
ϕ
c o n s i d e r a n d o
G a s e s
A i r e
G
G
&
&
≈
A c t u a l m e n t e , e n t u r b i n a s
i n d u s t r i a l e s e l f a c t o r d e p o t e n c i a p u e d e
s i t u a r s e s o b r e e l 0 , 4 , l o q u e s u p o n e
q u e , a p r o x i m a d a m e n t e 2 / 3 d e l a p o t e n c i a r e n
d i d a p o r l a t u r b i n a e s c o n s u m i d a e n e l c
o m p r e s o r
7/25/2019 Turbinas Electricas
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T u r b i n a d e G a s
E l c
i c l o b á s i c o r e a l d e
l a s T u r b i n a s d e G a
s .
1 2 s
3 ’ 4 ’ s
2
3 4 s
4
p 2
p 3 p
4
p 1
T , h
S
7/25/2019 Turbinas Electricas
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T u r b i n a d e G a s
E l
p u n t o 1 s e c o r r e s p o
n d e c o n e l e s t a d o d e l a i r e a t m o s f é r i c o ,
s i e n d o e l m i s m o p u n t o e n e l c i c l o
r e a l q u e e n e l i d e a l .
L a
c o m p r e s i ó n d e l a i r e n o e s i s o e n t r ó p i c a
p o r l o q u e l a e n t r o p
í a e n e l p u n t o 2 , q u e r e p r e s e n t a l a
s a l i d a d e l c o m p r e s o r , e s m a y o r q u e s i é s t a
f u e r a i s o e n t r ó p i c a
( 2 s ) . P o r o t r a p a r t e s e m a n t i e n e l a
p r e s i ó n d e s a l i d a r e s p e c t o a l a c o m p r e s i ó n i d e a l , s i n e m
b a r g o , e l t r a b a j o e s p e c í f i c o d e l
c o
m p r e s o r a u m e n t a , p u e s t o q u e h 2 s - h 1 < h 2 - h 1 , p o r p o r
l o t a n t o s e d e f i n e e
l r e n d i m i e n t o
i n t e r n o d e l c o m p r e s o r
c o m o e l c o c i e n t e e
n t r e e l t r a b a j o e s p e c í f i c o d e c o m p r e s i ó n i s o e n t r ó p i c o
y e l n o i s o e n t r ó p i c o :
1
2
1
2
h
h
h
h s
i C
− −
=
η
P u e s t o q u e e n e l t r a m o 2 - 3 , e x i s t i r á n p é r d
i d a s d e c a r g a d u r a n t e e l t r a n s p o r t e d e l
a i r e d e s d e e l
c o m p r e s o r h a s t a l a s r u e d a s d e l a t u r b i n a
l a l í n e a q u e s i g u e
e s t e p r o c e s o n o e s
u n a i s o b a r a ,
a u n q u e l o q u e s e p u e
d e c o n s e g u i r e s m a n t e n e r u n a t e m p e r a t u r a d e s a l i d a d e
l a c á m a r a d e
c o m b u s t i ó n i g u a l a l a d e l c i c l o i d e a l , r e g u l a n d o e l c a l o r c o m u n
i c a d o a l f l u i d o .
E l p r o c e s o r e a l d e e x p a n s i ó n e n l a t u r b i n a n o e s i s o e n t r ó p i c o , s i n o q u e e x i s t e
u n a u m e n t o d e
e n t r o p í a p o r l o t a n t o e l
s a l t o e n t á l p i c o d i s m
i n u y e r e s p e c t o a l c i c l o i d e a l . D e e s t a f o r m a s e d e f i n e e l
r e n d i m i e n t o i n t e r n o d e l a t u r b i n a c o m o :
i T
h
h
h
h
4
3
4
3 − −
=
η
7/25/2019 Turbinas Electricas
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T u r b i n a d e G a s
L a
p r e s i ó n d e s a l i d a d
e l o s g a s e s d e l a t u r b i n a n o e s l a p r e
s i ó n a t m o s f é r i c a s i n o u n a p r e s i ó n
m a y o r , e s t e f e n ó m e n o
d e c o n t r a p r e s i ó n
s e d a d e b i d o a l a
p é r d i d a d e c a r g a e x i s t e n t e e n e l
c o n
d u c t o d e d e s c a r g a d e l o s g a s e s d e e s c
a p e , p o r l o t a n t o l a
e t a p a 4 - 1 n o s e r e
a l i z a a p r e s i ó n
c o n
s t a n t e . D e e s t o s e d e d u c e q u e , a s í c o m o
e n e l c i c l o i d e a l , l a
r e l a c i ó n d e c o m p r e
s i ó n e r a i g u a l a
l a d
e e x p a n s i ó n , e n e l c
i c l o r e a l n o s e d a e s
t a i g u a l d a d , s i e n d o l a r e l a c i ó n d e e x p a n s i ó n m e n o r q u e
l a d
e c o m p r e s i ó n .
A l g r u p o d e p é r d i d a s a n t e s c i t a d a s s e l e d e n o m i n a p é r d i d a s i n t e r n a s , s i b i e n , e x i s t e n , a d e m á s d e
l a s c i t a d a s , o t r a s e r i e d e c a u s a s q u e h a c e n d i s m i n u i r e l
r e n d i m i e n t o t é r m i c o y q u e s e
d e
n o m i n a n p é r d i d a s e x t e r n a s . E s t a s p é r d i d a s s o n :
- C
o m b u s t i ó n i n c o m p l e t a . E l v a l o r n o r m a l d e l r e n d i m i e n t o d e
l a c á m a r a d e c o m b u s t i ó n s e s i t ú a
e n
t r e 0 , 9 4 y 0 , 9 8 .
- P
é r d i d a s d e c a l o r a l e x t e r i o r p o r r a d i a c i ó
n y c o n d u c c i ó n .
-
P é r d i d a s m e c á n i c a s e n c o j i n e t e s y e m p a q u e t a d u r a s . E l v a l o r n o r m a l d e l r e n d i m i e n t o
m e c á n i c o s e s i t ú a e n t r e 0 , 9 7 y 0 , 9 9 .
E x
i s t e u n a r e l a c i ó n e m
p í r i c a e n t r e e l r e n d i m i e n t o i n t e r n o d e l a t u r b i n a y e l d e l c o m p r e s o r :
e
C o m b u s t i b l
d e l
C a l o r í f i c o
P o d e r
H
) 1 (
)
1 (
c
2
3
2
3
c
c
f
c c
H
F
h
h
F
H F
F h
h
h F
⋅
−
⋅
+
≈
⋅
−
−
⋅
+
=
η
7/25/2019 Turbinas Electricas
http://slidepdf.com/reader/full/turbinas-electricas 12/18
T u r b i n a d e G a s
C i c l o d e B r a y t o n c o n p
é r d i d a s e n l a c o m p
r e s i ó n y e n l a e x p a
n s i ó n ú n i c a m e n t e .
C o m p r e s i ó n y
E x p
a n s i ó n n o i s o e n t r ó p i c a s .
T , h
1
2
3 4 s
2 s
4
L a s c o n d i c i o n e s d e
e s t e c i c l o s o n :
- E l f l u i d o d e t r a b a j o s e r á a i r e t o m a d o c o m o g a s
p e r f e c t o . T o m á n d o s e l o s c a l o r e s e s p e c í f i c o s c o n s t a n t e s .
- S e d e s p r e c i a e l c o
n s u m o m á s i c o d e c o m b u s t i b l e f r e n t e
a l d e a i r e , d e b i d o a l r e d u c i d o v a l o r q u e d e b e t e n e r e l
d o s a d o p a r a p o d e r m a n t e n e r l a t e m
p e r a t u r a d e l o s
á l a b e s d e n t r o d e u n o s l í m i t e s t o l e r a b l e s .
- S e s u p o n e n d e s p r e c i a b l e s l a s p é r d i d a s d e c a r g a e n l o s
c o n d u c t o s .
- E l r e n d i m i e n t o t é r m i c o d e l a c á m a r a d e c o m b u s t i ó n s e
c o n s i d e r a i g u a l a
l a u n i d a d , n o i n t e
r v i n i e n d o e n e l
c á l c u l o d e l r e n d i m i e n t o t é r m i c o d e l c i c l o .
7/25/2019 Turbinas Electricas
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T u r b i n a d e G a s
E l t r a b a j o e s p e c í f i c o ú
t i l i n t e r n o , s e r á l a d
i f e r e n c i a e n t r e l o s t r a b a j o s e s p e c í f i c o s d
e l a t u r b i n a y
d e
l c o m p r e s o r t e n i e n d
o e n c u e n t a s u s r e n d i m i e n t o s i n t e r n o s :
(
)
(
)
i C s
i T
s
i C s C
s T
i T
i n
h
h
h
h
w
w
w
η
η
η
η
1
2
4
3
.
−
−
⋅
−
=
−
⋅
=
T e n
i e n d o e n c u e n t a q u e e l f l u i d o d e t r a b a j o
c u m p l e l a s e c u a c i o
n e s d e l o s g a s e s p e r f e c t o s :
(
)
(
)
−
−
⋅
−
⋅
=
i C
s
i T
s
P
i n
T
T
T
T
C
w
η
η
1
2
4
3
P u e
s t o q u e l o s p r o c e s o s i s o e n t r ó p i c o s s o n a
d i a b á t i c o s y r e v e r s i
b l e s
T
R v p
⋅
=
⋅
. c t e
v p
=
⋅
γ
s
s
T T
p p
p p
T T
4 3
1
4 3
1
1
1 2
1 2
=
=
=
=
−
−
−
γ γ
γ γ
γ γ
ρ
L a e x p r e s i ó n f i n a l d e l t r a b a j o e s p e c í f i c o ú t i l i n t e r n o s e r á
1 3
1
1
1
T T
a s
T e m p e r a t u r
d e e
C o e f i c i e n t
1
1
=
=
−
⋅
⋅
⋅
−
⋅
⋅
=
−
−
θ
η
η
θ
ρ
η
γ
γ γ
i T
i C
i C p
i n
T
C
w
7/25/2019 Turbinas Electricas
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T u r b i n a d e G a s
S i r e p r e s e n t a m o s e l t r a b
a j o e n f u n c i ó n d e l a
r e l a c i ó n t e n d r e m o s
u n a c u r v a c o n u n m
á x i m o p a r a
u n a
d e t e r m i n a d a r e l a c i ó
n d e c o m p r e s i ó n .
E l t r a b a j o ú t i l o b t e n i d o
a u m e n t a c o n l a t e m p e r a t u r a d e e n t r a d a a l a t u r b i n a .
E l v
a l o r d e l a r e l a c i ó n d
e c o m p r e s i ó n q u e h
a c e m á x i m o a l t r a b a
j o ú t i l e s :
(
)
(
)
1
2
−
⋅
⋅
⋅
=
γ γ
η
η
θ
ρ
i T
i C
C p =
1 k J / k g K
T 1 = 2 8 8 K
γ = 1 . 4
η i C = 0 . 8 3
η i T = 0 . 9 8
θ 1 = 2 . 6
θ 2 = 2 . 7 8
θ 3 = 2 . 9 5
7/25/2019 Turbinas Electricas
http://slidepdf.com/reader/full/turbinas-electricas 15/18
T u r b i n a d e G a s
E l
r e n d i m i e n t o t é r m i c o d e l c i c l o s e o b t e n d
r á : 1
1 1
1
) )
(
)
( (
) )
(
)
( (
) )
( )
( (
)
( 1 1
1
1 1
1
1
1
2
1
3
1
2
1
3
2
3
2 3
−
⋅
− −
−
⋅
⋅
=
=
−
−
−
⋅
⋅
=
−
−
−
⋅
=
=
−
−
−
⋅
=
−
⋅
=
=
− −
−
i C i T
i C
i C
p
i n
i C s
p
i n
p
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p
i n
i n
t
T T
T
T
C
w
T
T
T
T
C
w
T
T
T
T
C
w
T
T
C
w
q w
η
ρ θ
η
η
ρ θ
η
ρ
θ
η
η
γ γ γ
γ
γ γ
7/25/2019 Turbinas Electricas
http://slidepdf.com/reader/full/turbinas-electricas 16/18
T u r b i n a d e G a s
R e p r e s e n t a d o e s t a e c u a c i ó n e n f u n c i ó n d e
l a r e l a c i ó n d e c o m p r e s i ó n , s e o b t i e n e u n a c u r v a c o n
u n
m á x i m o , s i e n d o e l v a l o r d e l a r e l a c i ó n
d e c o m p r e s i ó n q u e
d a e l m á x i m o r e n d i m i e n t o m a y o r
q u e
e l d e m á x i m o t r a b a
j o ú t i l .
L o s v a l o r e s d e l a r e l a c i ó n d e c o m p r e s i ó n m
á s i n t e r e s a n t e s s e s i t ú a n e n t r e e l d e m á x i m o t r a b a j o y
e l d
e m á x i m o r e n d i m i e
n t o , t e n d i e n d o h a c i a
u n o u o t r o s e g ú n e l o b j e t i v o . C
p = 1 k J / k g K
T 1 = 2 8 8 K
γ = 1 . 4
η i C = 0 . 8 3
η i T = 0 . 9 8
θ 1 = 2 . 6
θ 2 = 2 . 7 8
θ 3 = 2 . 9 5
7/25/2019 Turbinas Electricas
http://slidepdf.com/reader/full/turbinas-electricas 17/18
T u r b i n a d e G a s
D e
l a s e x p r e s i o n e s o b
t e n i d a s p a r a e l t r a b a j o ú t i l i n t e r n o y
p a r a e l r e n d i m i e n t o d e l c i c l o s e
d e s p r e n d e q u e l a s v a r i a b l e s a c o n t r o l a r p a r a
m e j o r a r e s t o s p a r á m e t r o s s o n :
- L a
r e l a c i ó n d e c o m p r e s i ó n .
- E l
c o e f i c i e n t e d e t e m p e r a t u r a s ( t e m p e r a t u r
a d e e n t r a d a a t u r b i n a y d e a d m i s i ó n a c o m p r e s o r )
- L o
s r e n d i m i e n t o s i n t e r n o s d e l c o m p r e s o r y d e l a t u r b i n a .
C o m o y a s e h a v i s t o s i s e a u m e n t a l a r e l a c i ó n d e c o m p r e s i ó n a u m e n t a r á t a n t o e l r e n d i m i e n t o
c o m
o e l t r a b a j o ú t i l i n t e r n o o b t e n i d o h a s t a u n v a l o r m á x i m o , a
p a r t i r d e l c u a l s i s e s i g u e
a u m
e n t a n d o l a r e l a c i ó n
d e c o m p r e s i ó n l o s v a l o r e s d e r e n d i m i e n t o y t r a b a j o d i s m i n u i r á n .
A d e m á s e l m á x i m o d e r e n d i m i e n t o y t r a b a j o ú t i l n o s e c o n s i g u e p a r a u n m i s m o v a l o r d e
r e l a
c i ó n d e c o m p r e s i ó n
.
E l
a u m e n t o d e l a t e m
p e r a t u r a d e e n t r a d a s i e m p r e b e n e f i c i a a l r e n d i m i e n t o y a l t r a b a j o
o b t e n i d o s , s i n e m b a r g o
, l o s e l e v a d o s e s f u e r z o s t é r m i c o s y m e c á n i c o s q u e d e b e n
s o p o r t a r l o s
á l a b e s a n t e e l e v a d a s t e m p e r a t u r a s s o n e l l í
m i t e t e c n o l ó g i c o i m
p u e s t o . L a r e f r i g e r a c i ó n i n t e r n a
d e l o s á l a b e s y l o s n u e v
o s m a t e r i a l e s a l e a d o s p e r m i t e n s e g u i r a u m e n t a n d o e s t a t e m
p e r a t u r a .
L a d i s m i n u c i ó n d e l a t e
m p e r a t u r a d e a d m i s
i ó n a l c o m p r e s o r s u p o n e u n a u m e n t o d e
l
r e n d i m i e n t o . E l a u m e n t o d e l r e n d i m i e n t o c o n s e g u i d o e s m a y o r
q u e a n t e u n a u m e n t o e n l a
m i s
m a m a g n i t u d d e l a t e m p e r a t u r a d e e n t r a
d a a l a t u r b i n a .
7/25/2019 Turbinas Electricas
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