EJEMPLO 2

Suponga una eficiencia del compresor de 80% y una eficiencia de la turbina de 85%.

Determine:

a) La relación de trabajo de retroceso

b) La eficiencia térmicac) La temperatura de salida de la

turbina de la central eléctrica de la turbina de gas del ejemplo 1.

a¿ rW r=?b¿n t=?c ¿ sT t=?

Datos:

nc=80%

nt=85%

nc=W s

W a

≈h1−h2 sh1−h2a

(1)

nt=W a

W s

≈h3−h4 ah3−h4 s

∴(2)

Compresor de (1)

W a=W s

nc

W a=244.160.80

=305.2KJ /Kg

Turbina de (2)

nt=W a

W s

∴W a=ntW s

W a=0.85 (606.65 )=515.83KJ /Kg

rtr=W c, e

W t , s

rtr=305.2515.83

=0.592

Es decir que el compresor consume el 59% del trabajo producido por la turbina. El aumento se debe a la irreversibilidad del C. y la T.

b) El aire sale del compresor a una T y h>¿

W c, e=h2a−h1∴

h2a=h1+W ec

h2a=300.19+305.2=605.39KJ /Kg

¿¿

qe ,c=h3−h2a

qe ,c=1395.97−605.39=790.58 KJ /Kg

W n=W s−W e

W n=525.83−305.20=210.63KJ /Kg

nt=W n

qe=210.63790.58

=0.266=26.6%

Las irreversibilidades de la turbina y del compresor hacen que la nt descienda de 42.6% a 26.6%

C) T del aire a la salida de la turbina

TK

1300

q4a−¿3W 4 a=h3−h4a∴¿

h4a=h3−W turb ,a

=1395.97-515.83=880.14 KJ /Kg

Con h4a=880.14 KJ /Kg ; con tabla A17

Corresponde T 4a=853K

Y este valor es ¿ T sal del aire del compresor T 2a=598K que sugiere el uso de regeneración para reducir los requerimientos de entrada de calor.