Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 1 Sistemas.

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1 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 1 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal Ciclos de Potencia de Vapor Convencionales

2 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 2 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine IdealPanorama Principios de operaciónPrincipios de operación Plantas de potencia de vaporPlantas de potencia de vapor El ciclo Rankine ideal de potencia de vaporEl ciclo Rankine ideal de potencia de vapor EficienciaEficiencia –Eficiencia mejorada - supercalentamiento

3 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 3 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal THTH TCTC W NETO QHQH QCQC (1) (2) Principios de operación

4 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 4 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal Q ENTRA Q SALE W TURBINA W BOMBA La planta de potencia de vapor convencional

5 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 5 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal Q IN Q SALE W TURBINA W BOMBA Adición de calor a alta temperatura. Eliminación de calor a baja temperatura Entrada de trabajo para comprimir al fluido de trabajo Turbina para obtener trabajo por expansión de un fluido de trabajo. La planta de potencia de vapor convencional

6 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 6 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal Ciclo de potencia de vapor hipotético Supone un ciclo de Carnot que opera entre dos temperaturas fijas, según se muestra. T s 1 23 4

7 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 7 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal Todos los procesos son internamente reversibles. reversibles. s T 1 2 3 43*4* El ciclo Rankine ideal

8 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 8 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal Todos los procesos son internamente reversibles. reversibles. s T 1 2 3 4 3* 4* Eliminación de calor reversible a presión constante (4  1) Adición de calor reversible a presión constante (2  3) Compresión isentrópica (1  2) Expansión isentrópica para producir trabajo (3  4) o (3*  4*) El ciclo Rankine ideal

9 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 9 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal El ciclo Rankine ideal (diagrama h-s) hs 4 3 2 W SALE QHQH QCQC 1 W ENTRA

10 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 10 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal s (3)hs 4 3 2 W SALE QHQH QCQC 1 W ENTRA Eficiencia del ciclo Rankine

11 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 11 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal Proceso isentrópico, s = constante Todos los estados accesibles quedan a la derecha del proceso (1  2). p1p1 1 s h p2p2 2 s 1 = s 2 Trabajo de una turbina ideal (4)

12 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 12 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal Estado estable.Estado estable. Flujo de masa constanteFlujo de masa constante Expansión Isentrópica (s = Constante)Expansión Isentrópica (s = Constante) –Adiabática e irreversible –No hay producción de entropia No hay cambios en las EC y EPNo hay cambios en las EC y EP –Se hace la suposición habitual de ignorar los efectos de las EC y EP en la entrada y salida de la turbina. Trabajo de una turbina ideal

13 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 13 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal (4) (5) Trabajo en una turbina ideal

14 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 14 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal (6) (7) Trabajo de compresión

15 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 15 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal h s 4 3* 2 W FUERA QHQH QCQC 1 W ENTRA Adición de calor a temperatura promedio aumentada Eficiencia del ciclo Rankine mejorado

16 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 16 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal (8) (9) Eficiencia del ciclo Rankine mejorado

17 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 17 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal Fin de Sistemas de Potencia de Vapor - 1

18 Ayudas Visuales para el Instructor Calor, Trabajo y Energía. Primer Curso de Termodinámica © 2002, F. A. Kulacki Capítulo 9 Módulo 1 Transparencia 18 Sistemas de Potencia de Vapor-1 El Ciclo Rankine Ideal Términos y conceptos clave Ciclo Rankine ideal Supercalentamiento