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Diseñe un cielo de potencia de vapor que pueda alcanzar una eficiencia térmica del ciclo de por lo menos 40 por ciento bajo las condiciones de que todas las turbinas tengan eficiencias isentrópieas de 85 por ciento y todas las bombas de 60 por ciento. Prepare un informe de ingeniería que describa su diseño. Este documento debe incluir, pero no limitarse a, lo siguiente: CONDICIONES DE DISEÑO ηT ≔ 85%

η_term ≔ 40%

ηbomba ≔ 60% ESQUEMA DE DISEÑO Para cumplir las condiciones hemos seleccionado un ciclo de potencia de vapor RANKINE con recalentamientos como se muestra en la figura ya que con esta configuracion se aumenta la eficiencia de un ciclo Rankine normal.

DESCRIPCION. Entra vapor sobrecalentado a 10 Mpa y 500°C a la turbina de alta presión a razon de 7.5 kg/s y sale con una presión de 2 MPa, se recalienta a presión constante hasta alcanzar 400°C para entrar a la turbina de baja presión luego se condensa a 10 kPa la humedad del vapor a la salida de la turbina no debe exceder el 10 porciento Datos inicales impuestos P1 ≔ 10

≔ 1000

P3 ≔ 10

T3 ≔ 500

P5 ≔ 2

T5 ≔ 400

x6 ≔ 0.7

m' ≔ 5.5 ―

Proceso 1-2 compresión isentrópica P1 = 10

P2 ≔ 10

Tabla A-3 hf@10kPa ≔ 191.81 ―

h1 ≔ hf@10kPa = 191.81 ―

Proceso 2-3 adición de calor P=cte tabla A-5 P2 ≔ P3 = 10

h3 ≔ 3375.1 ―

T3 = 500

s3 ≔ 6.5995 ―― ⋅

Proceso 3-4 (Expancion isentrópica) tabla A-5 P4 ≔ 2 h4s ≔ 2931.76 ― s4s ≔ s3 h3 − h4 ηT ＝ ――― h3 − h4s h4 ≔ h3 − ηT ⋅ ⎛⎝h3 − h4s⎞⎠ = 2998.261 ―

Proceso 5-6 Tabla A-5

Tabla A-4

P5 ≔ 2

h5 ≔ 3248.4 ―

hf@10kPa ≔ 191.81 ―

T5 ≔ 400

s5 ≔ 7.1292 ―― ⋅

hfg@10kPa ≔ 2392.1 ―

P6 ≔ P1 = 10

3

v1@10kPa ≔ 0.00101 ―― x6 ≔ 0.85 h6 ≔ hf@10kPa + x6 ⋅ hfg@10kPa = 2225.095 ― v1@10kPa ⋅ (P2 − P1) wbomba_entrada ≔ ―――――――= 16.817 ― ηbomba h2 ≔ h1 + wbomba_entrada = 208.627 ―

ANALISIS DEL CICLO q_entrada ≔ (h3 − h2) + (h5 − h4) = 3416.613 ―

q_salida ≔ h6 − h1 = 2033.285 ―

h5 − h6 ηT ＝ ――― h5 − h6s

W'net ≔ m' ⋅ (q_entrada − q_salida) = 7.608 wT1 ≔ h3 − h4 = 376.839 ― wT2 ≔ h5 − h6 = 1023.305 ― wT ≔ wT1 + wT2 = 1400.144 ― q_salida η_ter ≔ 1 − ―――― = 0.405 q_entrada