Parte 2 - alex pilco nuñez

Turbina
Es un dispositivo en el que el fluido (un gas o un líquido)
realiza trabajo sobre un álabe unido a un eje rotatorio. Como
resultado, el dispositivo produce un trabajo en eje que puede
utilizarse para algún propósito. Por ejemplo, en plantas de
potencia de vapor, gas e hidroeléctricas, la turbina mueve un
generador eléctrico.
Volumen de control
Turbinas
Turbina
Ejemplo: Una turbina de vapor de agua funciona entre unas
condiciones de entrada de 30 bar, 400°C, 160 m/s y una
salida correspondiente a vapor saturado a 0.7 bar y una
velocidad de 100 m/s. El flujo másico es 1200 kg/min, y la
potencia de salida 10800 kW. Determínese la magnitud y el
sentido del calor transferido en kJ/min, si la variación de
energía potencial es despreciable.
Solución:
Datos. Ver figura.
Incógnitas. Flujo de calor en kJ/min.
Modelo. Régimen estacionario, despreciar la variación de
energía potencial.
Metodología. Use conocen los estados inicial y final y la
potencia. Por tanto, la única incognita en la ecuación de
energía es el flujo de calor.
Análisis
P1 = 30 bar
T1 = 400 °C
v1 = 160 m / s
•
m1
Turbina de vapor
•
•
Q sum
W sal = 10.8 MW
•
m2
Vapor sat.
P2 = 0.7 bar
v2 = 100 m / s
. . . Continuación
Las ecuaciones básicas son
•
•
dm vc
= m1 − m 2
dt
⎞ • ⎛
⎞
dEvc • • • ⎛
v2
v2
= Q + W + m1 ⎜⎜ h + + gz ⎟⎟ − m 2 ⎜⎜ h + + gz ⎟⎟
2
2
dt
⎝
⎠1
⎝
⎠2
Si se supone estado estacionario y que se desprecia la
variación de la energía potencial
•
•
•
m1 = m 2 = m
⎛
v12 − v22 ⎞
⎟⎟
0 = Q + W + m⎜⎜ (h1 − h 2 ) +
2 ⎠
⎝
•
•
•
⎛
v22 − v12 ⎞
⎟⎟
Q = − W + m⎜⎜ (h 2 − h1 ) +
2 ⎠
⎝
•
•
•
. . . Continuación
⎛
v22 − v12 ⎞
⎟⎟
Q = − W + m⎜⎜ (h 2 − h1 ) +
2 ⎠
⎝
•
•
•
Para completar la solución numérica se necesitan los datos
de entalpías
P
1
•
0.7 bar
300 bar
•
2
400°C
υ
Compresor
Es un dispositivo en el que sobre el fluido se realiza trabajo
procedente de una fuerza externa, lo que supone un
aumento importante de la presión del fluido y posiblemente
un aumento importante de la temperatura.
Compresor de aire
Volumen de control
Compresor
Ventilador
Es un dispositivo que aumenta
ligeramente la presión del gas;
su objetivo principal es mover
el fluido de un sitio a otro.
Intercambiador de calor de coraza y tubos
Intercambiador de calor de coraza y tubos
Equipo de enfriamiento de un vehículo
Figura 1. Motor de combustión
interna de un vehículo.
Figura 2. Radiador de un motor.
1
2
Caldera pirotubular
Vista 1
Vista 2
Caldera pirotubular
Caldera acuotubular
Caldera acuotubular
Caldera acuotubular
Caldera acuotubular