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• Jose Lezama Palomino

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EJERCICIOS DE CICLO BRAYTON Mgt. Alvaro R. Chevarría Mar

EJERCICIO 1 • Se considera un ciclo Brayton de aire estándar donde en el ciclo ideal el aire entra en el compresor a 100 KPa y 15 °C. la presión a la salida del compresor es de 1000 KPa. La temperatura de entrada a la turbina es de 1100 °C. K=1.4 y Cp-aire = 1.007 kJ/kg °K Determinar: • a) las temperaturas en todos los puntos, • b) relación entre el trabajo del compresor y el trabajo de la turbina, • c) trabajo neto, • d) el rendimiento térmico.

EJERCICIO 2 • Con el ejercicio anterior, realizar el ciclo real Brayton de aire estándar con rendimiento isoentrópico de la turbina es 0.85 y el rendimiento isoentrópico del compresor es 0.80, la variación de presiones que se presenta dentro de la cámara de combustión es 15 kPa. Determinar: • a) las temperaturas en todos los puntos, • b) relación entre el trabajo del compresor y el trabajo de la turbina, • c) trabajo neto, • d) el rendimiento térmico.

EJERCICIO 3 • Se considera un ciclo Brayton de aire estándar donde el aire entra en el compresor a 20 °C y a presión atmosférica. La temperatura de entrada a la turbina es de 1000 °C. el flujo de trabajo o potencia en el generador es de 10 MW. El rendimiento térmico es de 50% y el poder calorífico inferior del metano es 50 MJ/Kg. K=1.4 y el Cp del aire es 1.006 KJ/Kg °K. • Para el caso real el rendimiento real del compresor es 90%, el rendimiento real de la turbina es 85%, rendimiento real de la cámara de combustión es 85%, el Cp de la mezcla es 1.07 KJ/Kg °K. Determinar para ciclo ideal y real: • a) Las temperaturas y presiones en todos los puntos. • b) El trabajo del compresor, el trabajo de la turbina y el trabajo neto. • c) Flujo másico del aire, flujo másico del combustible, el rendimiento neto. • d) Costo de operación por hora del complejo si el Kg de metano cuesta 0.64 soles.

EJERCICIO 4 • Se considera un ciclo Brayton de aire estándar con regeneración y recalentamiento. El aire entra en el compresor a 100 KPa y 300 °K, la relación de presión es de 10. La expansión tiene lugar en 2 etapas, con recalentamiento intermedio donde la temperatura de entrada a las 2 turbinas es de 1400 °C. La presión en la segunda cámara de combustión es 300 kPa. El regenerador a la salida de la primera turbina tiene una eficiencia del 90%. El rendimiento real del compresor es 85% y el rendimiento real de las turbinas es 88%. Cp aire = 1.007 kJ/kg °K y K=1.4. Determinar en ciclo ideal y real: • a) Las temperaturas en todos los puntos. • b) Relación entre el trabajo del compresor y el trabajo de la turbina. • c) Trabajo neto y el rendimiento térmico.