N das: 358N mes: 12HERRERA KANTN GEOVANI TAREA 5 CICLO COMBINADO UnaturbinadecombustindeunaCCCtieneunarelacindepresionesde [13.5 + N mes/ 5]. El aire entra al compresor axial a 98 kPa y [23 + N mes] C conunflujomsico ( ) Recibecalorenlacmarade combustindetalmaneraquesutemperaturamximaesde[1080+N das/3]C.Losgasesquesalendelaturbinadecombustinseaprovechanpara producir vapor en un recuperador de calor que produce vapor de agua a 10Mpa y [500+ Ndas/5]Cque se enva a una turbina de vaporde ciclo rankine, que tiene un condensador que opera a una presin de 10 Kpa. La temperatura de los gasesalasalidadelrecuperadores(150+Nmes)C.Losprocesosenel compresorylaturbinadegassonadiabticosirreversibles,coneficiencias adiabticasdel92%encompresory87%enlaturbina.Laturbinadevapor tieneunaeficienciaadiabtica=90%.Laeficienciadelrecuperadordecalores 95 %. 1.Hacer esquema del arreglo del equipo y diagrama T-S. 2.Calcular el flujo de vapor para el ciclo rankine (real) en kg/seg. 3.Potencias netas reales del ciclo Bratton y Rankine y potencia neta del ciclo combinado en KW. 4.Eficiencias trmicas reales por separado del ciclo Bratton y Rankine y eficiencia del ciclo combinado %. CTU global. 5.Hacer grfica indicando los tres rendimientos. NOTA: Clculos del ciclo Bratton con tablas de aire A-17. Datos del ejercicio Relacin de presiones= [13.5 + N mes/5]= 13.5 +12/5= 15.9 T1=[23+N mes]C= 23+12=35Ccon P1=98 Kpa Flujo msico ( ) T3=[1080 + N das/3]C = 1080 + 358/3 = 1199.33C T5= (150 + N mes) C = 150 + 12 = 162C T6= (500 + N das/5) C= 500 + 358/5= 571.6 C P6= 10 Mpay P7= 10 Kpa

N das: 358N mes: 12HERRERA KANTN GEOVANI ESQUEMA DEL ARREGLO DEL EQUIPO DIAGRAMA T-S T S 7 8 9 6 Ciclo de vapor Qsal 1 2 3 4 Ciclo de gas Qent 5 N das: 358N mes: 12HERRERA KANTN GEOVANI CICLO BRAYTON PUNTO 1 Se entra con T1 = 308 Ken la tabla de propiedades de gas ideal del aire (Tabla A-17 del Yunus), encontramos: T1 (K)h1 (KJ/Kg)Pr1 305 308 310 305.22 310.24 1.4686 1.5546 Interpolando: h1= 308.232 kj/kg Pr1= 1.5202 PUNTO 2 Utilizando la relacin de presiones se obtiene: 2 2 22 11 1 1r rp r p rr rP P Pr P r PP P P= = =

() Se entra con

a la tabla A-17, interpolando encontramos: Pr2T2 (K)h2 (KJ/Kg) 23.13 24.17118 660 670.47 24.46670681.14 Interpolando: T2= 667.82 K y h2= 678.82 Kj/kg PUNTO 3 Se entra con T3 = 1472.33 K en la tabla A-17, interpolando encontramos: T3 (K)h3 (KJ/Kg)Pr3 1460 1472.33 1587.63 537.1 14801611.79568.8 h3 = 1602.52 kj/kgy Pr3 = 556.64 N das: 358N mes: 12HERRERA KANTN GEOVANI PUNTO 4 Utilizando la relacin de presiones se obtiene: 3 3 3 344 4 4r r rp rr r pP P P Pr PP P P r= = = Pr4 = 556.64/15.9 = 35 Se entra con Pr4 = 35a la tabla A-17, interpolando encontramos: T4 = 737.19 K y h4 = 753.4 kj/kg PUNTO 5 Se entra con T5 = 435 Ken la tabla A-17, interpolando encontramos: T5 (K)h5 (KJ/Kg) 430 435 431.43 440441.61 h5 = 436.52 kj/kg

()()

(

) (

)

(

) (

)

(

) (

) Pr4T4 (K)h4 (KJ/Kg) 33.72 35 730 745.62 35.50740756.44 N das: 358N mes: 12HERRERA KANTN GEOVANI r Hh h q2 3 = hallando h2r

CICLO RANKINE TABLAS DE VAPOR YUNUS Punto 6 Con la presin de 10MPay T6 = 571.6 C T6 (C)h6 (KJ/Kg)S6 550 571.6 3500.9 6.7561 6003625.36.9029 Interpolando con los valores de la tabla de agua sobrecalentada: h6= 3554.64 kj/kgy S6 = 6.8195 kj/kg K Punto 7Zona Humeda. P7 = 10 KpaS6 = S7 = 6.8195 kj/kg K Con una calidad de:

()() Punto 8 P8= 10 Kpa

Punto 9 P9 = 10 Mpa ( ) ( )8 9 8 8 9P P v h h Wf Bomba = =( ) ( ) ( )8 9 8 8 9 8 9 8 8 9P P v h h P P v h hf f + = =

( )

(

)

N das: 358N mes: 12HERRERA KANTN GEOVANI

()

Balance del intercambiado de calor

(

)()

(

)

(

)()(

)

( )()( )

()()

CICLO COMBINADO vapor netgSgas net CCCWmmW W--+ =

( ) vapor net gas net CCCW W W-- -+ =

Rendimiento global del ciclo combinado

()

N das: 358N mes: 12HERRERA KANTN GEOVANI GRFICA DE EFICIENCIAS Como se puede apreciar en la grfica anterior, las eficiencias son: CICLO RANKINE37.13% CICLO BRAYTON37.68% CICLO COMBINADO50.22% 0102030405060CICLO RANKINE CICLOBRAYTONCICLOCOMBINADOSeries1N das: 358N mes: 12HERRERA KANTN GEOVANI INSTITUTO TECNOLGICO DE MRIDA ------- Carrera----------- ING. MECNICA ------- Titulo del Trabajo----------- TAREA 5. CENTRAL CICLO COMBINADO PLANTAS TERMICAS ------- Nombre----------- HERRERA KANTN GEOVANI DE J. ------- Maestro----------- ING. JUAN DE DIOS BUSTOS TORRES ------- Fecha----------- 26 MAYO DE 2011