Capitulo 5 Ciclos de Potencia

8/18/2019 Capitulo 5 Ciclos de Potencia

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OBJETIVOS:Presentar el ciclo de una turbina de gas.

Presentar el ciclo Brayton regenerativoPresentar ejemplos y problemas de prctica

!ue ilustran los ciclos de potencia.


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3.1 INTRODUCCIÓNLas turbinas de gas pueden operar como sistemas

abiertos o cerrados. Este sistema mecánico se apicapara a producci!n de energ"a e#ctrica. En unaoperaci!n de cico abierto$ entra aire a compresor$ pasapor una cámara de combusti!n de presi!n constante$

pasa por una turbina % uego sae como productos de acombusti!n a a atmos&era.


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3.' CON(IDER)CIONE( *+(IC)( ,)R) EL)N+LI(I( DE LO( CICLO( DE ,OTENCI)

Las idealizaciones empleadas en el análisis de losciclos de potencia a gas, pueden resumirse enlo siguiente:

1. El ciclo no implica ninguna fricción. Por lotanto el uido de trabajo no experimenta

ninguna cada de presión cuando u!e entuberas o dispositi"os como losintercambiadores de calor.

#. $odos los procesos de compresión ! expansiónocurren en transformación adiabático.

%. Las tuberas &ue conectan a los diferentescomponentes del sistema están mu! bienaisladas ! la transferencia de calor a tra"'s deellas es insigni(cante.


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3.3 (U,O(ICIONE( DE )IRE E(T+ND)R)na idealización, utilizada a "eces en elestudio de centrales t'rmicas de turbinasde gas de tipo abierto, es el análisis aire*estándar. En el análisis aire*estándar serealiza dos suposiciones:

+1 El uido de trabajo es aire, &ue secomporta como gas ideal, !+# La ele"ación de temperatura &ue debe

conseguirse por la combustión interna serealiza con una transferencia de calor de

una fuente externa.


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3.- L)( CENTR)LE( DE TUR*IN)(

DE )(Las turbinas de gas pueden operar comosistemas abiertos o cerrados.


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3./ EL CICLO *R)0TON IDE)L DE

)IREE(T+ND)RUna representaci!n simpi2cada de os estados por os

ue pasa e aire en dic4o cico$ se consigue a suponerue os gases ue saen de a turbina 5ue5en a

compresor pasando a tra5#s de un intercambiador decaor donde se reai6a a cesi!n de caor a medioambiente.

(i se ignoran as irre5ersibiidades ue ocurren cuandoe aire circua a tra5#s de os componentes de cico*ra%ton$ no 4abrá p#rdidas de presi!n por ro6amiento% e aire 7uirá a presi!n constante a tra5#s de osintercambiadores de caor$ si se desprecian tambi#nas trans&erencias de caor a ambiente$ os procesos ao argo de a turbina % compresor serán isentr!picos.


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Diagrama esuemático de a

turbina de gas de aireestándar.


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3.8 TUR*IN)( DE )(

REENER)TI9)(E gas ue abandona a turbina tiene una

temperatura bastante ma%or ue atemperatura ambiente. Consecuentemente$

este gas caiente ue escapa de a turbinatiene una utiidad potencia ue se pierdecuando se descarga directamente aambiente. Un modo de utii6ar este potencia

es por medio de in intercambiador de caoramado regenerador.


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3.: LO( CICLO( ERIC((ON 0

(TIRLINLa 2gura ; muestra os diagramas ,5 % Ts de

cico esuemático de motor Ericsson ue&unciona en r#gimen estacionario. Los

procesos de este cico sono.

-1 proceso a presi!n constante recibiendocaor de regenerador.


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?igura ;. Cico de Ericsson


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EL CICLO (TIRLINOtro cico ue empea un regenerador$ es e

cico (tiring mostrado en os diagramas p5 % T( de a 2gura@. E cico consta de cuatro

procesos internamente re5ersibes en serie<E=pansi!n isoterma desde e estado 1 a ' a

temperatura T ). En&riamiento a 5oumenconstante desde e estado ' a 3$ compresi!n

isoterma desde e estado 3 a - a temperatura T*$ % caentamiento a 5oumen constantedesde e estado - a 1 para competar e cico.


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?igura @. cico de(tiring


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Una ca5e de #=ito es aautocon2an6a. ,ero aca5e de a con2an6a en s"mismo es a preparaci!n.

)rt4ur )s4e

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