Sistemas Energéticos CT-3413 Tarea 6

8/9/2019 Sistemas Energéticos CT-3413 Tarea 6

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UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVARDEPARTAMENTO DE CONVERSION Y TRANSPORTE DE ENERGÍASISTEMAS ENERGÉTICOS CT-3413

Realizado por: Francisco González

Carnet No.: 04-37056

SISTEMAS ENERGÉTICOS CT-3413Tarea # 6 abril-julio 2010 Fecha de Entrega: 30 de Junio

1.- Demuestre que el rendimiento del ciclo real de la turbina de gas regenerado de n

etapas de compresión y m etapas de expansión de la figura 1 es:

2.- Una turbina de gas tiene las siguientes características:

- Cuatro (4) etapas de compresión con 80% de eficiencia térmica cada una

- Tres (3) etapas de expansión con 85 % de eficiencia térmica cada una

- Regeneración con rendimiento de 90%

- Temperatura de admisión 25°C

- Presión de admisión 100 kPa

- Radio de presión (y radio de expansión) 5

- Temperatura máxima 850°C

- El ciclo de la turbina descrita es análogo al mostrado en la figura 1.



2.1 Construya el ciclo Brayton característico de la turbina descrita en el software

CyclePad y obtenga la eficiencia térmica del mismo.

2.2 Calcule la eficiencia del ciclo a través de la expresión demostrada en la sección

anterior de la tarea y compare con el valor obtenido por CyclePad.

Figura.- 1. Ciclo con n etapas de compresión y m etapas de expansión.



Solución:

1) Eficiencia de un ciclo real de turbina de gas regenerado de n etapas de compresión

ym etapas de expansión.

De trabajo específico de una etapa de la turbina:

turbsssalidamáxturbina pturbina T T C w

Donde:

1

turbina con

turbsssalida

máx

P

P

De m etapas de expansión.

m

turbsssalida

máx

P

P

De aquí

1

m

turbsssalida

máxturbina

P

P

turbsssalida

máx

turbsssalida

máxm

turbinaT

T

P

P

1

1

Despejando.máx

turbsssalidam

turbinaT

T

1

máxm

turbinaturbsssalida T T

1

Queda.

m

turbina

máxturbina pturbina T C w1

11

De trabajo específico de una etapa del compresor:

míncompsssalida

compresor

p

compresor T T C

w

Donde:

1

compresor con

mín

compsssalida

P

P

De n etapas de compresión.

n

mín

compsssalida

P

P

De aquí

1

n

mín

compsssalida

compresor P

P







compresor

ncompresor

mín

mturbina

turbinamáxregsal T T T

1

111

11

1

1

De aquí el calor específico absorbido en la cámara de combustión es combcq :

compresor

ncompresor

mín

mturbina

turbinamáxmáx pcombc T T T C q

1

111

11

1

1

compresor

ncompresor

mín

mturbina

turbinamáx pcombc T T C q

1

111111

1

1

De turbinamq1 :

turbsalidamáx pturbinam T T C mq 11

mturbina

turbinamáxmáx pturbinam T T C mq11

1111

mturbina

turbinamáx pturbinam T C mq11

111

Finalizando:

turbinamcombctotalabs qqq1

m

t

t

c

nc

mt

t mín p mT C 1

1

1

111

1

111

11





Eficiencia del ciclo usando software CyclePad:

Fig.-1. Modelado del ciclo Brayton propuesto en CyclePad.

Fig.-2. Diagrama T-S de CyclePad.



Fig.-3. Resultados Globales de CyclePad.

Resultado de la eficiencia del ciclo usando Software CyclePad:

cicloCyclePad ciclo %82,47

De aquí se puede apreciar que el resultado obtenido por la simulación en CyclePad, es

prácticamente igual al calculado por la fórmula de la eficiencia del ciclo regenerado real.

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