Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Ingeniería Laboratorio de Máquinas Térmicas Practica 6 El Ciclo Rankine Profesor: Rogelio Escalera Campoverde Alumno: Galicia Lozada Bryan Alexis Índice Objetivos Introducción Historia Principales Aportaciones a la ciencia de William John Macquorn Rankine El ciclo Rankine Simple Con Sobrecalentamiento Con Recalentamiento Con Regeneración Formas de Incrementar el Ciclo El Ciclo Combinado Cogeneración Diagramas de la instalación en el Laboratorio Tabla de Datos Memoria de Calculo Tabla de Resultados Representación de los Estados Termodinámicos en los Diagramas T-S y H-S Conclusiones Bibliografía 1 Objetivo Estudiar y analizar el ciclo Rankine, representando las transformaciones teóricas y real que tienen lugar en una turbina de vapor. Estudiar el ciclo Rankine, analizando la influencia en el rendimiento termodinámico y en la calidad o título de vapor en la turbina, de los parámetros termodinámicos fundamentales que lo caracterizan y de la incorporación del recalentamiento y calentamiento regenerativo. Estudiar el ciclo de vapor basado en Rankine, adaptando las ecuaciones termodinámicas que determinan el rendimiento térmico del ciclo. Analizar la influencia de las variaciones presión y temperatura en los ciclos de vapor Rankine. Determinar las principales diferencia entre los ciclos reales e ideales y las causas que las provocan. Establecer las modificaciones al ciclo Rankine como forma de incrementar la capacidad y mejorar el rendimiento, basados en el principio del recalentamiento regeneración. Obtener los diagramas T-S y H-S que representan los estados termodinámicos de las instalaciones así como la línea de Willan. Introducción El Ciclo Ranking ha sido de mucha importancia en la termodinámica, porque este ciclo se puede aplicar a la vida real, con las máquinas de vapor y en la actualidad en las plantas eléctricas, porque con él se obtiene la energía eléctrica que alimenta a las ciudades. En esta práctica se analizara el Ciclo matemáticamente como físicamente a través de la planta eléctrica de la facultad de ingeniería donde se analizaran la eficiencia y el trabajo que genera la planta eléctrica así como sus componentes. A través del tiempo la historia del ciclo ha provocado que la eficiencia mejore a través de componentes y aditivos que han generado un mayor impacto en la mejora del ciclo a tal punto que sean creado plantas donde se juntan ciclos para generar una gran eficiencia, todo esto se debe a su creador William John Macquorn Rankine, que gracias a él se puede crear energía eléctrica a través de la termodinámica. Historia El creador del ciclo de Rankine fue; William John Macquorn Rankine nació el 5 de julio de 1820 y muere 24 de diciembre de 1872. Fue un ingeniero y físico escocés. Junto con Rudolf Clausius, William Thomson y Lord Kelvin, fue uno de los pioneros de la termodinámica, enfocándose particularmente en la primera de las tres leyes de esta rama de la Física en particular. El año 1842 marcó también al primer intento de Rankine de reducir los fenómenos de calor a una fórmula matemática, pero su propósito se vio frustrado por la falta de datos experimentales. Luego volvió a su fascinación juvenil con la mecánica del motor térmico. Aunque su teoría de circulación de las corrientes de los vórtices elásticos cuyos volúmenes espontáneamente adaptados a su entorno pudiera sonar antojadiza para los científicos formados bajo un concepto moderno para la época, en 1849 logró hallar la relación entre la presión de vapor saturado y la temperatura. Al año siguiente utilizó su teoría para 2 establecer relaciones entre temperatura, presión y densidad de los gases, y expresiones para el calor que permanecía en la evaporación de un líquido. Predijo con precisión el sorprendente hecho de que el calor específico aparente del vapor saturado sería negativo. Una vez alentado por su éxito y tratar de satisfacer sus ganas por crear motor térmico que se lleve a cabo a través de diferentes procesos termodinámicos lo conllevaron a establecer diferentes elementos básicos y mejoras interviniéndolo con otros ciclos ya generaron para un mejor rendimiento y ahorro de trabajo en el motor de esta manera se implementó el ciclo Rankine para satisfacer tal necesidad. Principales Aportaciones a la ciencia de William Joth Macqum Propuso en 1843 una teoría para explicar las roturas por fatiga que se producían en los ejes de los ferrocarriles, que posteriormente serviría a Wöhler para sistematizar métodos de cálculo válidos que aún hoy día se siguen empleando para el diseño mecánico. Igualmente propuso una teoría de fallo bajo carga estática (curva de Rankine), que actualmente no se emplea, pero que sigue siendo válida para materiales frágiles. En 1856, Rankine desarrolló su teoría sobre el comportamiento de las arenas. Rankine fue pionero de los estudios de plasticidad. En 1857 define un estado tensional, (conocido como el estado de Rankine), correspondiente a una zona plastificada, en la cual las dos familias de líneas características son rectas. Supone todo el semiespacio en plasticidad, en equilibrio límite. En 1857, publica su investigación On the Stability in Loose Earth, su contribución más importante a la mecánica del suelo y al estudio del comportamiento del suelo, en la que propone un método de cálculo para dimensionar muros de contención mediante el la determinación de los empujes del terreno. En su teoría, Rankine no consideró la cohesión aunque sabía de su existencia. Por lo anterior, se considera que la teoría de empuje presentada por Rankine es elegante, pero en la práctica aplica simplificaciones muy generales. El supone un suelo granular, homogéneo e incompresible en el desarrollo de su teoría, despreciando la fricción entre el muro de contención y el suelo. En 1859 publica el Manual of Steam Engine, en el que realiza importantes contribuciones a la termodinámica estableciendo el ciclo que lleva su nombre Ciclo de Rankine para el funcionamiento de las máquinas de vapor, e ideando la escala de temperaturas Rankine, una escala absoluta o termodinámica, cuyo grado es igual a un grado Fahrenheit. El ciclo Rankine Simple El ciclo Rankine opera con vapor, y es el utilizado en las centrales termoeléctricas. Consiste en calentar agua en una caldera hasta evaporarla y elevar la presión del vapor, que se hace incidir sobre los álabes de una turbina, donde pierde presión produciendo energía cinética. Prosigue el ciclo hacia un condensador donde el fluido se licúa, para posteriormente introducirlo en una bomba que de nuevo aumentará la presión, y ser de nuevo introducido en la caldera. 3 La representación en diagrama p-V de ciclos en los que el fluido se vaporiza, presentan una diferencia con respecto a los ciclos de gas, ya que aparece una campana, llamada de cambio de fase. A la izquierda corresponde al estado líquido, en el que prácticamente no hay modificaciones de volumen, cuando se aumenta su temperatura o su presión. Por ello las isotermas son prácticamente verticales. A la derecha corresponde al estado vapor, aquí el fluido se comporta como un gas, y por ello las isotermas son muy parecidas a las de los gases ideales. Dentro de la campana, el fluido se está evaporando, y las isotermas son horizontales. Esto es así porqué dada una presión, el calor que se le aporta al fluido no se emplea en elevar la temperatura, sino en su evaporación. El rendimiento ideal de este ciclo tiene es el mismo que el ciclo de Carnot, aunque no alcanza valores tan elevados. El ciclo de Rankine es en el que se basaban las antiguas máquinas de vapor y locomotoras, utilizaban un cilindro de doble efecto con un componente desplazable llamado corredera que dirigía el vapor a un lado u otro del pistón. 4 Estas son las etapas del ciclo: En la transformación 1-2 aumenta la presión del líquido sin pérdidas de calor, por medio de un compresor, con aportación de un trabajo mecánico externo. En la transformación 2-3 se aporta calor al fluido a presión constante en una caldera, con lo que se evapora todo el líquido elevándose la temperatura del vapor al máximo. La transformación 3-4 es una expansión adiabática, con lo que el vapor a alta presión realiza un trabajo en la turbina. La transformación 4-1consiste en refrigerar el fluido vaporizado a presión constante en el condensador hasta volver a convertirlo en líquido, y comenzar de nuevo el ciclo. Con Sobrecalentamiento La temperatura promedio a la que el calor es transferido hacia el vapor puede ser incrementada sin aumentar la presión de la caldera, gracias al sobrecalentamiento del vapor a altas temperaturas. El efecto del sobrecalentamiento en el desempeño de los ciclos de potencia de vapor se ilustra en un diagrama T-s. El área sombreada en este diagrama representa el aumento en el trabajo neto, mientras que el área total bajo la curva del proceso 3-3′representa el aumento en la entrada de calor. De este modo, tanto el trabajo neto como la entrada de calor aumentan como resultado del sobrecalentamiento del vapor a una temperatura más alta. Sin embargo, el efecto total es un incremento en la eficiencia térmica, porque aumenta la temperatura promedio a la cual se añade calor. El sobrecalentamiento del vapor a temperaturas más altas tiene otro efecto muy conveniente: disminuye el contenido de humedad del vapor a la salida de la turbina, como se observa en el diagrama T-s (la calidad del estado 4′es más alta que la del estado 4). Sin embargo, la temperatura a la que el vapor se sobrecalienta está limitada debido a consideraciones metalúrgicas. En la actualidad la temperatura de vapor más alta permisible en la entrada de la turbina es de aproximadamente 620 °C (1 150 °F). Cualquier incremento en este valor depende del mejoramiento de los materiales actuales o del descubrimiento de otros nuevos que puedan soportar temperaturas más altas. Las cerámicas son muy promisorias en este aspecto 5 Con Recalentamiento La eficiencia del ciclo Rankine puede incrementarse también aumentando la presión de operación en la caldera. Sin embargo, un aumento en la presión de operación de la caldera origina un mayor grado de humedad en los últimos pasos de la turbina. Este problema puede solucionarse haciendo uso de recalentamiento, en donde el vapor a alta presión procedente de la caldera se expande solo parcialmente en una parte de la turbina, para volver a ser recalentado en la caldera. Posteriormente, el vapor retorna a la turbina, en donde se expande hasta la presión del condensador. Un ciclo ideal con recalentamiento, y su correspondiente diagrama temperatura-entropía aparece en la siguiente figura. Obsérvese en esta figura que el ciclo Rankine con sobrecalentamiento solamente, sería más eficiente que el ciclo con recalentamiento, si en el primero fuera posible calentar el vapor hasta el estado 1' sin incurrir en problemas de materiales. El ciclo Rankine con recalentamiento puede ayudar a elevar mínimamente la eficiencia del ciclo, pero se usa para alargar el tiempo de vida de la turbina. Idealmente podríamos usar una cantidad infinita de recalentamientos para continuar elevando la eficiencia pero en la práctica solo se usan dos o tres, ya que la ganancia de trabajos es muy pequeña. 6 El diagrama T-s del ciclo Rankine ideal con re calentamiento y el esquema de la central eléctrica que opera en es te ciclo se muestran en la fi gura. El ciclo Rankine ideal con recalentamiento difiere del ciclo Rankine ideal simple en que el proceso de expansión sucede en dos etapas. En la primera (la turbina de alta presión), el vapor se expande isentrópicamente hasta una presión intermedia y regresa a la caldera donde se re calienta a presión constante, por lo general hasta la temperatura de entrada de la turbina de la primera etapa. Después, el vapor se expande isentrópicamente en la segunda etapa (turbina de baja presión) hasta la presión del condensador. De modo que la entrada de calor total y la salida total de trabajo de la turbina en un ciclo de recalentamiento vienen a ser: Con Regeneración La regeneración consiste en precalentar el agua de alimentación a la caldera (campo solar en este caso) con extracciones de vapor tomadas de la turbina. La aportación externa de calor se realiza a temperatura constante en el tramo bifásico lo que mejora el rendimiento térmico porque aumenta la temperatura termodinámica media. Las principales ventajas obtenidas por esta modificación son: Mejora del rendimiento térmico debido al aumento de la temperatura media de aportación de calor. Disminución del flujo de vapor en los escalonamiento de baja presión, por lo que no es tan crítica la sección de salida. Aumento del gasto de vapor por la turbina de alta presión, lo que supone una mejora del rendimiento interno de dicha turbina. Para una potencia eléctrica de salida constante en el generador, hay que aumentar el flujo en la caldera debido al déficit de vapor producido por las extracciones. El gasto de vapor en la turbina de baja será menor, pero no influye en el rendimiento interno de esta turbina porque tiene peores prestaciones debido a la humedad de los últimos escalonamientos. Otra consecuencia adicional es la eliminación de parte del intercambiador en la zona de agua subenfriada. Existen básicamente dos tipos de precalentadores Precalentadores de mezcla o contacto directo: el vapor de la extracción se mezcla con el agua de alimentación, obteniéndose agua saturada a la presión del vapor. Además de precalentar el condensado facilita la extracción de gases disueltos del agua, evacuándolos a la atmósfera. Tiene el inconveniente de que necesita una bomba a la salida de cada precalentador, lo que supone un importante gasto de energía ya que circula casi todo el caudal del ciclo. Precalentadores de superficie: son del tipo carcasa y tubos, donde el agua circula por el interior de los tubos y el vapor por el exterior de los mismos. El vapor cede su calor latente al agua, quedando finalmente condensado y reintroduciéndose al calentador anterior, de menor presión (drenaje en cascada). Sólo necesitan una bomba al principio de la línea, tras del condensador, y otra tras el desgasificador (precalentador de mezcla), en su caso, ya que el agua no se mezcla en ningún momento con el vapor. 7 La misión del desgasificador es separar los gases incondensables del agua, precalentar y almacenar agua de reserva. Asociado a los precalentadores de superficie está el concepto de diferencia terminal de temperaturas (DTT), definido como la diferencia entre la temperatura de condensación del vapor de extracción y la temperatura de salida del agua de alimentación. Esta magnitud varía según la presión de vapor de la extracción, pudiendo ser habitualmente positiva (para tomas de baja presión) o negativa (en extracciones de alta presión). También se define la temperatura de aproximación de drenaje (DCA) cómo la diferencia entre la temperatura de salida del vapor de extracción, en este caso condensado, y la temperatura de entrada del agua de alimentación. Se supone que el condensado sale de cada precalentador en estado de líquido saturado. Formas de incrementar el ciclo Las energías disponibles del ciclo pueden ser incrementadas provocando así un incremento en la eficiencia del ciclo y estas son unas maneras: o o o o o Incrementando la presión del vapor a la salida de la caldera. Sobrecalentando el vapor que sale de la caldera Disminuyendo la presión del vapor que sale de la turbina. Recalentando el vapor que sale de los primeros pasos de la turbina y volviendo a introducir en los pasos restantes Usando un ciclo regenerativo para precalentar el agua de alimentación a la caldera. 8 El ciclo combinado Un ciclo de potencia combinado es un ciclo basado en el acoplamiento de dos ciclos de potencia diferentes, de modo que el calor residual en un ciclo sea utilizado por el otro, parcial o totalmente, como fuente térmica. Este ciclo combinado consiste en la utilización de un ciclo de turbina de gas Brayton (Esté es un ciclo de potencia cuyo fluido de trabajo es la mezcla airecombustible, el cual se estudiará más adelante) como ciclo superior, con un ciclo de turbina de vapor (Rankine). Un ciclo superior es aquel cuyo calor residual tiene una temperatura que está por encima de la temperatura máxima del segundo ciclo como lo muestra la figura: 9 El rendimiento térmico del ciclo combinado, es igual al cociente entre la suma de las dos potencias de salida y el flujo de calor suministrado al ciclo de la turbina de gas, es decir: Sin calor ni trabajo y despreciando las variaciones de las energías cinética y potencial, el balance de energía en el cambiador de calor queda Obteniendo: Cogeneración Los ciclos analizados hasta ahora, el único propósito es convertir una parte del calor transferido al fluido de trabajo en trabajo. La cogeneración establece la producción de más de una forma útil de energía (como calor de proceso y energía eléctrica) a partir de la misma fuente de energía. Al ver la figura piense en las principales industrias consumidoras de energía eléctrica citadas a continuación: Químicas, refinerías de petróleo, siderúrgica, tratamiento de alimentos y producción de pasta y papel. Las grandes plantas de estas industrias básicas necesitan, además de cubrir sus necesidades eléctricas, vapor de agua para el desarrollo de diversos procesos. Con frecuencia se mide el comportamiento de un sistema de cogeneración en función de su rendimiento energético total o factor de utilización de la energía ε 10 Diagramas de instalación en el Laboratorio 11 Tabla de datos 𝑃1𝐵𝑎𝑟 𝑘𝑔⁄ 𝑐𝑚2 7 X1 % 𝑃2𝑉𝑎𝑐 𝑐𝑚 𝐻𝑔 T2 °𝐶 T3 °𝐶 T4 °𝐶 V 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠 I 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑠 𝑚𝑣 𝑘𝑔 t 𝑠 97 28 75 55 21 120 55.16 6.35 45 Memoria de Cálculo 𝑃1𝐵𝑎𝑟 = 7 [ 𝑘𝑔 101.325 [𝑘𝑃𝑎] = ]* 𝑘𝑔 𝑐𝑚2 1.033 [ 2 ] 686.62[𝑘𝑃𝑎] 𝑐𝑚 P1𝐴𝐵𝑆 = 𝑃𝐴𝑇𝑀 + 𝑃𝐵𝑎𝑟 = 686.62[𝑘𝑃𝑎] + 77.73[𝑘𝑃𝑎] = 764.35[𝑘𝑃𝑎] P𝟏𝑨𝑩𝑺 = 𝟕𝟔𝟒. 𝟑𝟓[𝒌𝑷𝒂] 101.325 [𝑘𝑃𝑎] = 76 [𝑐𝑚 𝐻𝑔] 𝑃2𝑉𝑎𝑐 = 28 [𝑐𝑚 𝐻𝑔] * 37.33 [𝑘𝑃𝑎] P2𝐴𝐵𝑆 = 𝑃𝐴𝑇𝑀 − 𝑃2𝑉𝑎𝑐 = 77.73[𝑘𝑃𝑎] − 37.33[𝑘𝑃𝑎] = 40.4 [𝑘𝑃𝑎] 𝑷𝟐𝑨𝑩𝑺 = 𝟒𝟎. 𝟒 [𝒌𝑷𝒂] 𝑚̇ 𝑣 = 𝑚𝑣 t = 6.35 [𝑘𝑔] 45 [𝑠] 𝑘𝑔 = 141.11x10−3 [ 𝑠 ] 𝒌𝒈 𝒎̇ 𝒗 = 𝟏𝟒𝟏. 𝟏𝟏𝐱𝟏𝟎−𝟑 [ 𝒔 ] Estado Termodinamico 1 P1𝐴𝐵𝑆 = 64.35[𝑘𝑃𝑎] x =97% 𝒌𝑱 𝒉𝟏 = 2704.8 [𝒌𝒈] 𝒔𝟏 = 𝟔. 𝟓𝟒 [ 𝒌𝑱∗𝑲 ] 𝒌𝒈 T1 = 168.5 [°𝑪] Estado Termodinamico 2T 𝑠1 = 𝑠2 = 6.54 [ 𝑘𝐽∗𝐾 ] 𝑘𝑔 𝒌𝑱 𝒉𝟐𝑻 = 2244[𝒌𝒈] 𝑃2𝐴𝐵𝑆 = 40.4 [𝑘𝑃𝑎] 𝑻𝟐𝑻 = 76.1 [°𝑪] x = 0.83 % Estado Termodinamico 2R 𝑃2𝐴𝐵𝑆 = 40.4 [𝑘𝑃𝑎] T2 = 75 [°𝐶] 𝒌𝑱 𝒉𝟐 = 313.98 [ ] 𝒌𝒈 Estado Termodinamico 3 𝑃𝐴𝑇𝑀 = 77.73[𝑘𝑃𝑎] 𝑇3 = 55 [°𝐶] 𝒌𝑱 𝒉𝟑 = 230.29 [𝒌𝒈] 𝒎𝟑 𝒗𝒇𝟑 = 1.01 x1𝟎−𝟑 [ 𝒌𝒈 ] 12 Estado Termodinamico 3́ 𝑚3 𝑘𝐽 ℎ3́ = ℎ3 + 𝑣𝑓3 (𝑃𝐴𝑇𝑀 − 𝑃2𝑉𝑎𝑐 ) = 230.29 [ ] − ( 1.01 x10−3 [ ] (77.73[𝑘𝑃𝑎] − 40.4 [𝑘𝑃𝑎]) ) 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝑘𝐽 𝑘𝐽 = 230.29 [ ] − .04 [ ] 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝒌𝑱 𝒉𝟑́ = 230.25 [𝒌𝒈] Estado Termodinamico 4 𝑃𝐴𝑇𝑀 = 77.73[𝑘𝑃𝑎] 𝑇4 = 21 [°𝐶] 𝒎𝟑 𝒌𝑱 𝒗𝒇𝟒 = 1 x1𝟎−𝟑 [ 𝒌𝒈 ] 𝒉𝟒 = 95.37 [𝒌𝒈] Estado Termodinamico 3́ 𝑘𝐽 𝑚3 ℎ4́ = ℎ4 + 𝑣𝑓4 (𝑃𝐴𝑇𝑀 + 𝑃1𝐵𝑎𝑟 ) = 95.37 [𝑘𝑔] + 1 x10−3 [ 𝑘𝑔 ] ((764.35[𝑘𝑃𝑎] − 77.73 [𝑘𝑃𝑎])) 𝑘𝐽 𝑘𝐽 = 95.37 [𝑘𝑔] + .69 [𝑘𝑔] 𝒌𝑱 𝒉𝟒́ = 96.06 [𝒌𝒈] Eficiencia del ciclo Ranking Teórico 𝜂𝐶𝑅𝑇 = (ℎ1 − ℎ2𝑇 ) − (ℎ3 − ℎ3́ ) − (ℎ4́ − ℎ4 ) 𝑥100 (ℎ1 − ℎ4́ ) 𝑘𝐽 𝑘𝐽 𝑘𝐽 𝑘𝐽 𝑘𝐽 𝑘𝐽 (2704.8 [ ] − 2244 [ ] ) − (230.29 [ ] − 230.25 [ ]) − (96.06 [ ] − 95.37 [ ] ) 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝑘𝑔 = 𝑥100 𝑘𝐽 𝑘𝐽 (2704.8 [ ] − 96.06 [ ] ) 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝜼𝑪𝑹𝑻 = 17.64 [%] Eficiencia del ciclo Ranking Real 𝜂𝐶𝑅𝑅 = (ℎ1 − ℎ2𝑅 ) − (ℎ3 − ℎ3́ ) − (ℎ4́ − ℎ4 ) 𝑥100 (ℎ1 − ℎ4́ ) 𝑘𝐽 𝑘𝐽 𝑘𝐽 𝑘𝐽 𝑘𝐽 𝑘𝐽 (2704.8 [ ] − 313.98 [ ] ) − (230.29 [ ] − 230.25 [ ]) − (96.06 [ ] − 95.37 [ ] ) 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝑘𝑔 = 𝑥100 𝑘𝐽 𝑘𝐽 (2704.8 [ ] − 96.06 [ ] ) 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝜼𝑪𝑹𝑹 = 91.62 [%] Eficiencia Interna o Térmica de la Turbina 𝜂 𝑇ℎ 𝑘𝐽 𝑘𝐽 (2704.8 [ ] − 2244 [ ] ) (ℎ1 − ℎ2𝑅 ) 𝑘𝑔 𝑘𝑔 = 𝑥100 = 𝑥 100 = 19.27[%] 𝑘𝐽 𝑘𝐽 (ℎ1 − ℎ2𝑇 ) (2704.8 [ ] − 313.98 [ ] ) 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝜼𝑻𝒉 = 𝟏𝟗. 𝟐𝟕[%] 13 Eficiencia Mecánica de la Turbina 𝑉𝑥 𝐼 120 [𝑉]𝑥 55.16[𝐴] 𝑥100 = 𝑥100 𝑘𝐽 𝑘𝐽 𝜂𝑔𝑒 𝑥 𝑚̇𝑣 (ℎ1 − ℎ2𝑅 ) . 85 𝑥 (141.11x10−3 (2704.8 [ ] − 313.98 [ ]) ) 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝜂𝑚 = 𝜼𝒎 = 𝟐. 𝟑 [%] Eficiencia Total de la Turbina 𝜂 𝑇 = 𝜂𝑇ℎ 𝑥 𝜂𝑚 = 19.27[%] x 2.3 [%] 𝜼𝑻 = 𝟒𝟒. 𝟑𝟐 [%] Eficiencia Global de la Planta 𝜂𝑔𝑝 = = 𝑉𝑥 𝐼 𝑥100 𝜂𝑔𝑒 𝑥 𝑚̇𝑣 (ℎ1 − ℎ4́ ) 120 [𝑉]𝑥 55.16[𝐴] 𝑥100 𝑘𝐽 𝑘𝐽 . 85 𝑥 (141.11x10−3 (2704.8 [ ] − 95.37 [ ] ) ) 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝜼𝒈𝒑 =2.1[%] Tabla de resultados 𝒉𝟏 𝒉𝟐𝑻 𝒌𝑱 2704.8 [𝒌𝒈] 𝒉𝟐𝑹 𝒌𝑱 2244[𝒌𝒈] 𝒉𝟑́ 𝒉𝟑 𝒌𝑱 313.98[𝒌𝒈] 𝒌𝑱 230.29 [𝒌𝒈] 𝒉𝟒 𝒌𝑱 230.25 [𝒌𝒈] 𝒎̇ 𝒗 𝜼𝑪𝑹𝑻 𝜼𝑪𝑹𝑹 𝜼𝑻𝒉 𝜼𝒎 𝒌𝒈 𝟏𝟒𝟏. 𝟏𝟏𝐱𝟏𝟎−𝟑 [ ] 𝒔 17.64 [%] 91.62 [%] 𝟏𝟗. 𝟐𝟕[%] 𝟐. 𝟑[%] 𝒉𝟒́ 𝒌𝑱 95.37[𝒌𝒈] 𝜼𝑻 𝒌𝑱 96.06 [𝒌𝒈] 𝜼𝒈𝒑 𝟒𝟒. 𝟑𝟐 [%] 𝟐. 𝟏[%] 14 Conclusiones En esta práctica pudimos estudiar el ciclo ideal Rankine y sus respectivas modificaciones buscando aumentar su eficiencia, además de poder calcular las eficiencias reales, teóricas, mecánicas y totales de la maquina observando de qué manera trabajan los dispositivos termodinámicos observando que ningún dispositivo puede trabajar a un 100% siempre se generan pérdidas por muy bueno que sea el sistema, también aprendimos a obtener la línea Willan representando el ciclo en los diagramas termodinámicos de T-S y H-S. Bibliografía http://departamento.us.es/deupfis1/Tecfluyc/Rankine.pdf http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4931/html/64_ciclo_de_rankine. html http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centrostic/21700290/helvia/aula/archivos/repositorio/0/44/html/rankine.html https://termoaplicadaunefm.files.wordpress.com/2009/02/tema-1-ciclo-de-vapor.pdf https://conversionenergiaunefm.files.wordpress.com/2009/05/guia-ciclo-rankine-iii-09.pdf http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/4899/fichero/COMPARACI%C3%93N+ECON%C3%93MIC A+DE+TECNOLOG%C3%8DAS+DE+DESALACI%C3%93N%252F02++Capitulo+2+Optimizaci%C3%B3n+ciclo+simple.pdf Practicas del laboratorio de Maquinas Térmicas 15
