Facultad de IngenieríaMecánica - Energía Ciclo Rankine Simple Jueves 06 de Febrero 2013 FIME - TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. - Ing. Oscar Crisostomo G. 11 - Un ciclo Rankine ideal simple que usa agua como fluido de trabajo opera en su condensador a 40°C y su caldera a 300°C. Calcule el trabajo que produce la turbina, el calor que se suministra en la caldera, y la eficiencia térmica de este ciclo cuando el vapor entra a la turbina sin ningun sobrecalentamiento. 12. La turbina de una planta electrica de vapor que opera en un ciclo Rankine ideal simple produce 1750 kW de potencia cuando la caldera opera a 800 PSIA, el condensador a 3 PSIA y la temperatura a la entrada de la turbina en 900°F. Determine la tasa de suministro de calor en la caldera, la tasa de rechazo de calor en el condensador y la eficiencia termica del ciclo. 13. Un ciclo Rankine Ideal Simple con agua como fluido de trabajo, opera entre los limites de presion de 2500 PSIA en la caldera y 5 PSIA en el condensador. ¿Cual es la temperatura mínima necesaria a la entrada de la turbina, para que la calidad de vapor que sale de la turbina no sea menor de 80%?. Cuando se opera a esta temperatura ¿Cual es la eficiencia térmica del ciclo?. La temperatura a la entrada de la turbina es de 800°F. Calcule el flujo másico a través de la caldera. la potencia que produce la turbina. Un ciclo Rankine de vapor opera entre los limites de presión de 2500 PSIA en la caldera y 1 PSIA en el condensador. y el ciclo esta diseñado para producir 1000 kW de potencia. las perdidas de la bomba son despreciables. La eficiencia isentropica de la turbina es de 90%.14. la tasa de suministro de calor en la caldera y la eficiencia térmica . 15. Reconsidere el problema 14 ¿Cuanto error se introducirá en el eficiencia térmica si la potencia que necesita la bomba se despreciaría por completo? . . El vapor entra a la turbina a 7 MPa y 500°C y se enfría en el condensador a una presión de 10 kPa mediante la circulación de agua de enfriamiento de un lago por los tubos del condensador a razón de 2000 kg/s. que opera en un ciclo Rankine ideal simple que tiene una producción neta de potencia de 45 MW. b) el flujo másico del vapor y c) la elevación de temperatura del agua de enfriamiento. Considere una planta eléctrica de vapor de agua.16. Muestre el ciclo en un diagrama T-s con respecto a las líneas de saturación y determine a) la eficiencia térmica del ciclo. repita el problema 16 suponiendo una eficiencia isentropica de 87% tanto para la turbina como para la bomba .17. . las perdidas de presion y de bomba son despreciables y el agua que sale del condesandor esta subenfriada a 6. Determine la tasa de adicion de calor en la caldera. A la entrada de la turbina la temperatura es de 450°C. La temperatura esta diseñada para un flujo masico de 20 kg/s.18. La eficiencia isentropica de la turbina es 94%. la potencia neta producida por el ciclo y la eficiencia termica.3°C.000 kPa y el condensador a 50 kPa. UN ciclo Rankine simple usa agua como fluido de trabajo la caldera opera a 6. la potencia necesaria para operar las bombas. El carbon tiene un poder calorifico (Energia liberada cuando se quema el combustible) de 29300 KJ/kg. La planta opera en ciclo rankine ideal simple con condiciones de entrada a la turbina de 9 MPa y 550°C y una presion del condesador de 15 kPa. Suponiendo que el 75% de esta energia se transfiere al vapor de agua en la caldero y que el generador electrico tiene una eficiencia del 96% determine a) la eficiciencia total de la planta (la relacion de produccion neta de potencia electrica a entrada de energia como resultado de combustion del combustible). b) la tasa necesaria de suministro de Carbon. Considera una planta termoeléctrica que quema el carbon y que produce 120 MW de potencia eléctrica.19. . Ing. .Facultad de Ingeniería Mecánica . Regeneración y Cogeneración Martes 11 de Febrero 2013 FIME . .TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B.Energía Ciclos Rankine con Recalentamiento. Oscar Crisostomo G. Ciclo de Rankine con recalentamiento 1. .TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. y el condensador a 10 kPa. FIME . Determine el flujo másico a través de la caldera que se necesita para que este sistema produzca una potencia neta de 5 000 kW. y la eficiencia térmica del ciclo. Un ciclo ideal de recalentamiento Rankine con agua como fluido de trabajo opera la entrada de la turbina de alta presión a 8 000 kPa y 450 °C. . Oscar Crisostomo G.Ing. la entrada de la turbina de baja presión a 500 kPa y 500 °C. . Un ciclo Rankine ideal con recalentamiento con agua como el fluido de trabajo funciona con una presión en la caldera de 15 000 kPa.Ing.Ciclo de Rankine con recalentamiento 2.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. . el recalentador a 2 000 kPa y el condensador a 100 kPa.74 kg/s. la tasa de transferencia de calor en el recalentador y la eficiencia térmica de este sistema. La temperatura es de 450 °C a la entrada de las turbinas de alta y baja presión. Oscar Crisostomo G. la potencia producida por el ciclo. El flujo másico a través del ciclo es de 1. FIME . Determine la potencia usada por las bombas. Una planta termoeléctrica que usa el vapor de agua. en kJ/kg. El vapor entra a la turbina de alta presión a 6 MPa y 400 °C y sale a 2 MPa.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. y la eficiencia térmica del ciclo También muestre el ciclo en un diagrama T-s con respecto a las líneas de saturación. . Oscar Crisostomo G.Ciclo de Rankine con recalentamiento 3.Ing. FIME . opera en el ciclo Rankine ideal con recalentamiento. Determine la producción de trabajo de la turbina. . El vapor se recalienta luego a presión constante a 400 °C antes de expandirse a 20 kPa en la turbina de baja presión. La potencia neta que produce esta planta es de 5. FIME .TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. Oscar Crisostomo G. la entrada de la turbina de baja presión a 200 psia y 600 °F.Ciclo de Rankine con recalentamiento 4.000 kW.Ing. La planta mantiene la entrada de la turbina de alta presión a 600 psia y 600 °F. . y el condensador a 10 psia. Considere una planta termoeléctrica de vapor de agua que opera en el ciclo Rankine con recalentamiento. . Determine la tasa de adición y rechazo de calor y la eficiencia térmica del ciclo. .Ciclo de Rankine con recalentamiento 5.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. .Ing. ¿hay alguna ventaja en operar la sección de recalentamiento de la caldera a 100 psia en vez de 200 psia. Oscar Crisostomo G. manteniendo FIME . En el problema 4. Considere una planta termoeléctrica de vapor de agua que opera en el ciclo Rankine ideal con recalentamiento. . La planta mantiene la caldera a 7.Ciclo de Rankine con recalentamiento 6. La calidad del vapor húmedo a la salida de ambas turbinas es de 93 por ciento.000 kPa. la sección de recalentamiento a 800 kPa. FIME . . Oscar Crisostomo G. Determine la temperatura a la entrada de cada turbina y la eficiencia térmica del ciclo. y el condensador a 10 kPa.Ing.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. Oscar Crisostomo G. El flujo másico de vapor a través del ciclo es 12 kg/s. FIME .Ciclo de Rankine con recalentamiento 7. . El vapor entra a ambas etapas de la turbina a 500 °C.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. . determine a) la presión a la que tiene lugar el recalentamiento. Una planta termoeléctrica de vapor de agua opera en un ciclo Rankine ideal con recalentamiento entre los límites de presión de 15 MPa y 10 kPa. También muestre el ciclo en un diagrama T-s con respecto a las líneas de saturación. Si el contenido de humedad del vapor a la salida de la turbina de baja presión no debe exceder 10 por ciento.Ing. b) la tasa total de entrada de calor a la caldera y c) la eficiencia térmica del ciclo. El vapor entra a la turbina de alta presión a 12. FIME . a razón de 7.5 MPa y 550 °C.Ciclo de Rankine con recalentamiento 8. . El vapor sale del condensador como líquido saturado. Oscar Crisostomo G. Las eficiencias isentrópicas de la turbina y la bomba son 85 por ciento y 90 por ciento. respectivamente.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. El vapor luego se recalienta a presión constante a 450 °C antes de expandirse en la turbina de baja presión. . b) la producción neta de potencia y c) la eficiencia térmica.Ing.7 kg/s y sale a 2 MPa. Una planta termoeléctrica de vapor de agua opera en el ciclo Rankine con recalentamiento. Si el contenido de humedad del vapor a la salida de la turbina no debe exceder 5 por ciento. determine a) la presión de condensador. y el condensador a 50 kPa.Ciclo de Rankine con recalentamiento 9. . Una planta de potencia de vapor que opera en un ciclo Rankine ideal simple mantiene la caldera a 6 000 kPa. .Ing. la entrada de la turbina a 600 °C. Oscar Crisostomo G.3 °C más frío que un líquido saturado a la presión del condensador FIME .TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. Compare la eficiencia térmica de este ciclo cuando se opera de manera que el líquido entra a la bomba como líquido saturado contra la correspondiente al caso en que el líquido entra a la bomba 11. TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B.Ciclo de Rankine con recalentamiento 10. determine las presiones de recalentamiento del ciclo para los casos de recalentamiento a) sencillo y b) doble. . Oscar Crisostomo G. Considere una planta termoeléctrica de vapor de agua que opera en el ciclo Rankine ideal con recalentamiento entre los límites de presión de 25 MPa y 10 kPa con una temperatura máxima de ciclo de 600 °C y un contenido de humedad de 8 por ciento a la salida de la turbina. Para una temperatura de recalentamiento de 600 °C. .Ing. FIME . . mientras que el agua fría de enfriamiento entra a 110 °F. El vapor de extracción de turbina entra a un calentador abierto de agua de alimentación de un ciclo regenerativo Rankine a 20 psia y 250 °F. .Ciclo de Rankine regenerativo 11.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. FIME .Ing. Oscar Crisostomo G. Determine la relación de flujo másico de vapor de extracción a flujo másico de entrada de agua necesaria para calentar el agua de alimentación a 225 °F. . Oscar Crisostomo G.Ing. Calcule la cantidad de vapor de purga necesaria para calentar 1 kg de agua de alimentación en esta unidad. . FIME . La turbina suministra a esta unidad vapor de purga a 6 000 kPa y 325 °C.Ciclo de Rankine regenerativo 12.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. Este vapor se condensa como líquido saturado antes de entrar a la bomba. El calentador cerrado de agua de alimentación de un ciclo regenerativo Rankine debe calentar agua a 7 000 kPa desde 260 °C hasta líquido saturado. El vapor se suministra al calentador abierto de agua de alimentación a 40 psia. . y el calor rechazado en el condensador para este ciclo por unidad de flujo a través de la caldera. FIME .TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B.Ciclo de Rankine regenerativo 13.Ing. La entrada a la turbina se opera a 500 psia y 600 °F. y el condensador a 5 psia. el trabajo que consumen las bombas. Oscar Crisostomo G. Determine el trabajo que produce la turbina. El ciclo ideal regenerativo Rankine con un calentador abierto de agua de alimentación usa agua como fluido de trabajo. . .TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. Oscar Crisostomo G. FIME . .Ing. Determine el cambio en eficiencia térmica del ciclo en el problema 13. cuando el vapor suministrado al calentador abierto de agua está a 60 psia en vez de 40 psia.Ciclo de Rankine regenerativo 14. El vapor entra a la turbina a 10 MPa y 600 °C y escapa al condensador a 5 kPa.Ciclo de Rankine regenerativo 15.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. Una planta eléctrica de vapor opera en un ciclo ideal regenerativo Rankine con dos calentadores abiertos de agua de alimentación. El agua sale de ambos calentadores de agua de alimentación como líquido saturado. Oscar Crisostomo G. El flujo másico de vapor a través de la caldera es 22 kg/s.2 MPa. .6 y 0. FIME . . El vapor se extrae de la turbina a 0.Ing. Muestre el ciclo en un diagrama T-s y determine a) la producción neta de potencia de la planta eléctrica y b) la eficiencia térmica del ciclo. .TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. .Ciclo de Rankine regenerativo FIME . Oscar Crisostomo G.Ing. . y opera el condensador a 20 kPa. por unidad de flujo en la caldera. Se extrae vapor a 1.Ing.000 kPa y 350 °C.000 kPa para servicio del calentador cerrado de agua de alimentación. Calcule el trabajo que produce la turbina. FIME . . que se descarga en un condensador después de estrangularse a la presión del condensador.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. La planta mantiene la entrada a la turbina a 3.Ciclo de Rankine regenerativo 16. Considere una planta termoeléctrica de vapor de agua que opera en el ciclo ideal Rankine regenerativo con un calentador cerrado de agua de alimentación como se muestra en la figura. el trabajo que consume la bomba y el suministro de calor en la caldera para este ciclo. Oscar Crisostomo G. Ing.Ciclo de Rankine regenerativo 17. Determine la eficiencia térmica del ciclo Rankine regenerativo del problema 16 cuando la eficiencia isentrópica de la turbina es 90 por ciento antes y después del punto de extracción de vapor. . FIME .TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. Oscar Crisostomo G. . FIME .Ing. . Determine la eficiencia térmica del ciclo Rankine regenerativo del problema 16 cuando la eficiencia isentrópica de la turbina antes y después del punto de extracción de vapor es 90 por ciento y el condensado del condensador se subenfría en 10 °C. Oscar Crisostomo G. .TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B.Ciclo de Rankine regenerativo 18. Ciclo de Rankine regenerativo FIME . Oscar Crisostomo G.Ing.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. . . uno cerrado y uno abierto. que en seguida se estrangula para conducirlo al calentador abierto. El agua de alimentación se calienta a la temperatura de condensación del vapor extraído en el calentador cerrado. . El vapor entra a la turbina a 10 MPa y 600 °C y sale hacia el condensador a 10 kPa. El vapor extraído sale del calentador cerrado como líquido saturado. Oscar Crisostomo G.Ing. Se extrae vapor de la turbina a 1. Muestre el ciclo en un diagrama T-s con respecto a las líneas de saturación. Considere un ciclo Rankine ideal regenerativo de vapor de agua con dos calentadores de agua de alimentación.Ciclo de Rankine regenerativo 19.6 MPa para el abierto. . FIME .2 MPa para el calentador cerrado y a 0. y determine a) el flujo másico de vapor a través de la caldera para una producción neta de potencia de 400 MW y b) la eficiencia térmica del ciclo.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. .Ciclo de Rankine regenerativo FIME .Ing. . Oscar Crisostomo G. TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. se condensa por completo en el calentador cerrado de agua de alimentación y se bombea a 8 MPa antes de que se mezcle con el agua de alimentación a la misma presión. Suponiendo una eficiencia isentrópica de 88 por ciento tanto para la turbina como para la bomba. b) el flujo másico del vapor extraído de la turbina para el calentador cerrado de agua de alimentación. determine a) la temperatura del vapor a la entrada del calentador cerrado de agua de alimentación.Una planta termoeléctrica de vapor de agua opera en el ciclo Rankine regenerativo con recalentamiento con un calentador cerrado de agua de alimentación. Oscar Crisostomo G.Ciclo de Rankine regenerativo 20. . c) la producción neta de potencia y d) la eficiencia térmica.Ing.0 MPa. El vapor se recalienta a 3 MPa a 500 °C. El vapor entra a la turbina a 8 MPa y 500 °C a razón de 15 kg/s y se condensa en el condensador a una presión de 20 kPa. Algo de vapor se extrae de la turbina de baja presión a 1. . FIME . Oscar Crisostomo G. .Ciclo de Rankine regenerativo FIME .TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. .Ing. Ciclo de Rankine con recalentamiento 21. Oscar Crisostomo G. El vapor entra en las tres etapas de la turbina en 550 °C. El vapor se recalienta a 4 MPa la primera vez y a 2 MPa la segunda vez. FIME . Muestre el ciclo en un diagrama T-s con respecto a las líneas de saturación. y determine a) la eficiencia térmica del ciclo y b) el flujo másico del vapor. . Una planta termoeléctrica de vapor de agua opera en un ciclo Rankine ideal con dos etapas de recalentamiento y tiene una producción neta de potencia de 75 MW.Ing. y la presión mínima es 30 kPa.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. La presión máxima en el ciclo es 10 MPa. . K para el agua de enfriamiento.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. z. La fracción de la masa que entra a la turbina de alta presión en el estado 5 que se extrae para el calentador de agua de alimentación que opera a 1400 kPa es y= 0. en kg/s. para mantener la desviacion de la temperatura del agua en el condensador en 10°C.Ciclo de Rankine regenerativo 22. Suponga Cp = 4. . Abajo se muestra un ciclo ideal de vapor de Rankine modificado con dos calentadores cerrados de agua de alimentación . Los estados de salida del calentador de agua de alimentación. c) Calcular el flujo necesario de agua de enfriamiento.1153. Oscar Crisostomo G. son los estados ideales que normalmente se suponen.18 kJ. FIME . d) Determinar la producción neta de potencia y la eficiencia térmica de la planta. Uso los datos de la tablas que dan en seguida para: a) Trazar el diagrama T-s para el ciclo ideal. El ciclo de potencia recibe 50 kg/s de vapor a la entrada de alta presión de la turbina. para el agua de alimentación de la caldera y el vapor condensado. b) Determinar la fracción de la masa. .. que se extrae para el calentador cerrado de agua de alimentación que opera a la presión de extracción de 245 kPa.Ing.kg. 5 MPa para calentar el agua de alimentación en un calentador abierto.Ciclo de Rankine regenerativo 23.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. Muestre el ciclo en un diagrama T-s y determine a) el flujo másico de vapor a través de la caldera y b) la eficiencia térmica del ciclo.300 K y una temperatura de sumidero de 303 K.Ing. . . FIME . También determine la destrucción de exergía asociada con el proceso de regeneración. El vapor entra a la turbina a 10 MPa y 500 °C y al condensador a 10 kPa. Considere una planta termoeléctrica de vapor de agua que opera en un ciclo Rankine regenerativo y tiene una producción neta de potencia de 150 MW. Oscar Crisostomo G. La eficiencia isentrópica de la turbina es de 80 por ciento. El agua sale del calentador como líquido saturado. y la de las bombas es de 95 por ciento. Suponga una temperatura de fuente de 1. Se extrae vapor de la turbina a 0. . Oscar Crisostomo G.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B.Ing. .Ciclo de Rankine regenerativo FIME . La presión de la caldera es de 10 MPa. El vapor entra tanto a la turbina de alta presión como a la de baja presión a 500 °C. FIME .Ing. . con un calentador abierto de agua de alimentación.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. y determine a) la fracción de vapor que se extrae para la regeneración y b) la eficiencia térmica del ciclo. Muestre el ciclo en un diagrama T-s con respecto a las líneas de saturación. .6 MPa. la presión del recalentador es de 1 MPa y la presión del agua de alimentación es de 0. Oscar Crisostomo G. la presión del condensador es de 15 kPa. Considere un ciclo Rankine ideal con recalentamiento y regeneración.Ciclo de Rankine regenerativo 24. TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. Oscar Crisostomo G. b) El flujo necesario para dar servicio al calentador cerrado de agua de alimentación de baja presión. La temperatura a la entrada de ambas turbinas es 500 °C. Determine las siguientes cantidades para este sistema por unidad de flujo másico a través de la caldera: a) El flujo necesario para dar servicio al calentador cerrado de agua de alimentación de alta presión. g) El calor suministrado en la caldera y el recalentador. FIME . . i) La eficiencia térmica. d) El flujo a través del condensador. el calentador cerrado de agua de alimentación de alta presión a 3. mantiene la caldera a 6. el recalentador a 800 kPa. e) El trabajo producido por la turbina de alta presión.5 kPa. como se muestra en la figura. . el calentador cerrado de agua de alimentación de baja presión a 1 800 kPa.000 kPa. f ) El trabajo producido por la turbina de baja presión. el condensador a 7.Ciclo de Rankine regenerativo 25. h) El calor rechazado en el condensador. Una planta termoeléctrica de vapor de agua que opera en el ciclo Rankine ideal regenerativo con tres calentadores de agua de enfriamiento. c) El flujo necesario para dar servicio al calentador abierto de agua de alimentación.Ing. y el calentador abierto de agua de alimentación a 100 kPa.000 kPa. Ing. Oscar Crisostomo G.Ciclo de Rankine regenerativo FIME . . .TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. Ing.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. FIME . determine la produccion neta de potencia y el factor de utilizacion de la planta. Una cuarta parte del vapor se extrae de la turbina a una presión de 600 Kpa para el calentamiento del proceso. Despreciando cualquier caida de presion y cualquier perdida de calor en la turbina y suponiendo que la turbina y la bombas son isentropicas. El vapor de agua entra a la turbina de una planta de cogenaración a 7 Mpa y 500°C. El vapor restante sigue expandiendose hasta 10 kPa. y la mezcla se bombea a la presion de la caldera de 7 Mpa. Oscar Crisostomo G.Ciclo de Cogeneración 26. . . El flujo masico de vapor a traves de la caldera es 30 kg/s. El vapor extraido se condensa luego y se mezcla con el agua de alimentacion a presion constante. Ing.Ciclo de Cogeneración 27. La caldera genera vapor a 800 PSIA y 1000°F a razon de 10 lbm/s.5 lbm/s de vapor saturado de Agua o literalmente sobrecalentado a 140 PSIA. . y esta mezcla se bombea a la presion de la caldera. determine: a) la tasa de transferencia de calor a la Caldera y b) la produccion de potencia de la planta de cogeneracion. Una planta grande de procesamiento de alimentos necesita 1. El vapor sale del calentador del proceso como liquido saturado. y la presion del condensador es de 2 PSIA. Luego se mezcla con el agua de alimentacion A la misma presion. Oscar Crisostomo G. . FIME . que se extrae de la turbina de una planta de cogeneracion. Suponiendo que tanto ambas bombas Como la turbina tienen eficiencias isentropicas de 86%.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. Ing. En operación normal. Se genera vapor de agua en la caldera de una planta de cogeneracion a 10 Mpa y 450°C a Un flujo estacionario de 5 kg/s. . a) Determine la potencia producida y la tasa de suministro de calor de proceso a este modo operativo.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. Oscar Crisostomo G. B) Determine La potencia producida y la tasa de suministro de calor de proceso si solo 60% del vapor se conduce al calentador de proceso y el resto se expande a la presion del condensador FIME .5 Mpa y luego se conduce al calentador de proceso. que opera a 20 kPa. el vapor se expande en una turbina a una presion De 0. . donde suministra calor de proceso. no pasa vapor por el condensador.Ciclo de Cogeneración 28. En Este modo operativo. El vapor Sale del calentador de proceso como liquido saturado y se bombea a la presion de la caldera. Ciclo de Cogeneración 29. El vapor de agua Entra a la turbina a 9 Mpa y 400°C y se expande a una presion de 1. .6 Mpa. y la mezcla se bombea a la presion de la caldera. El resto del vapor extraido se usa para el calentamiento de proceso y sale del calentador del proceso como liquido saturado a 1. Suponiendo que las turbinas y las bombas son isentropicas.Ing. FIME .6 Mpa. Considere una planta de electrica de cogeneracion modificada con regeneracion. Parte del vapor extraido se usa para calentar el agua de alimentacion en un calentador abierto de agua de alimentacion. muestre el ciclo en un diagrama T-s con respecto a las lineas de saturacion. .TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. y determine el flujo masico de vapor a traves de la caldera para una Produccion neta de potencia de 25 MW. A esta presion. 35% del vapor Se extrae de la turbina y el resto se expande a 10 kPa. Luego se Mezcla con el agua de alimentacion que sale del calentador de agua de alimentacion. Oscar Crisostomo G. TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. b) la tasa de suministro de calor de proceso y c) el factor de utilizacion de esta planta. El vapor sale del calentador de proceso A 240°F. .Ciclo de Cogeneración 30. Oscar Crisostomo G. La planta debe producir potencia al mismo tiempo que satisface las necesidades de vapor de proceso Para cierta aplicación industrial.Ing. Se genera vapor de agua en la caldera de una plantas de cogeneracion a 600 PSIA y 800°F a razon de 18 lbm/s. FIME . Despreciando el trabajo de la bomba. . determine: a) la potencia neta producida. Una tercera parte del vapor que sale de la caldera se estrangula a una presion De 120 PSIA y se conduce al calentador de proceso. El resto de vapor se expande en una turbina isentropica a Una presion de 120 PSIA y tambien se conduce al calentador de proceso. El flujo de vapor a la turbina es 100 kg/s. en kg/s cuando el 5% de flujo másico de entrada a la turbina se extrae para el calentador del Proceso. El agua de proceso frio sirve como refrigerante para el condensador y recibe el calor que se transfiere del vapor que se condensa. FIME . . para el calentador de proceso y sale del calentador de proceso como liquido saturado. Oscar Crisostomo G. Una ciudad grande usa un ciclo de vapor Rankine modificado con un calentador cerrado de agua de alimentacion y un calentador de proceso que se muestra enseguida para suministrar a los edificios vecinos agua caliente para los sistemas de calentamiento y potencia electrica. El vapor que entra a la turbina se extrae a 2000 kPa. Use los datos de las tablas que se dan para determinar: a) el diagrama T-s para el ciclo ideal.Ciclo de Cogeneración 31.TERMODINAMICA II – Verano 2014 Ing° Samuel Silva B. y la elevación de temperatura del agua de proceso es de 40°C y c) la eficiencia de utilizacion de la planta. Los estados para el agua de alimentacion de la caldera y el vapor condensado que sale del calentador de agua de alimentacion son los estados ideales que normalmente se suponen. estado 6.Ing. . El agua de proceso se calienta mas en el calentador de proceso. b) el flujo de agua de Proceso. estado 5 para el calentador de agua de alimentacion. El vapor que entra a la turbina se extrea a 700 kPa. en el condensador.