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• Armando Chambi Romero

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Tabla A-17 Propiedades del gas ideal Aire, recopilado de Yunus A. Cengel Termodinámica. 7ma. Edición, Editorial Mc Graw Hill, México, 2011.

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Resumen de Ecuaciones para el ciclo BRAYTON

Figura 1. Diagrama del ciclo Brayton de Aire estándar 1. Expresiones para transferencias de calor y trabajo El trabajo específico desarrollado por la turbina es:

WTurb  h3  h4r  ……………………………………………………………(3.1) El trabajo específico del compresor es:

WComp  h2r  h1  …………………………………………………………. (3.2) El calor absorbido en el ciclo es:

Qent  h3  h2r  ……………………………………………………………. (3.3) 2

El calor cedido por el ciclo es:

Qsal  h4r  h1  ………………………………………………..………..……. (3.4)

2. El rendimiento isentrópico de la turbina es:

Turb 

h h

 h 4r 

3

……………………………………………………………… (3.5)

 h4 

3

Los valores de rendimientos de las turbinas de gas se encuentran dentro de los límites 0,85 … 0,90 3. El rendimiento isentrópico del compresor es:

comp 

h  h  ……………………………………………………………….. (3.6) h r  h  2

1

2

1

Los valores de rendimientos de compresores esta entre 0,80 … 0,85. 4. El rendimiento térmico del ciclo esta dado por:

T 

WTurb WComp Qent

; o también T 

WCiclo  100% ………………(3.7) Qent

5. La relación de trabajos para el ciclo es:

rw 

WComp WTurb



h2  h1 ……………………………………………………………. (3.8) h3  h 4

Donde: h1, h2, h3, h4, son entalpías específicas en cada punto de estado. 6. Cuando se utilizan datos de entalpías de tablas del aire, y realizar el análisis del ciclo Brayton ideal, para los procesos 1-2 y 3-4 se aplican las siguientes relaciones simplificadas:

P2 Pr 2 …………………………………………………………….…………….……. (3.9)  P1 Pr 1 P4 Pr 4 ………………………………………………………………..………………. (3.10)  P3 Pr 3 Donde: Pr se ha tabulado frente a la temperatura en la tabla A-17. 7. Relación de presión del compresor

rp 

P2 ……………………………………………………………………………………… (3.11) P1

8. Calor generado en la cámara de combustión

Qcomb  mc  PC comb …………………………………………………………. (3.12) Donde:

mc , es la masa de combustible, en kg/s. PC, es la Potencia calorífica, en kJ/kg

comb Rendimiento de la combustión 9. Relación aire-combustible

rA  C

maire

mcombustible

………………………………………………………………………… (3.13)

10. Potencia del ciclo

Pmec  m Wneto [kW ] ……………………………………….…………………… (3.14) Donde: m , es el flujo másico en [kg/S] 11. Potencia eléctrica entregada por el ciclo. PELT  Gen  Pneto [kW ] ……………………………………………………………. (3.15) Donde: Gen , el rendimiento del regenerador. 3

12. Consumo de combustible

Vcomb 

comb

Qent …………………………………………………………….. (3.16)  PC comb

13. El costo de combustible consumido anual

Costo Año Vcomb  Precio Unitario …………………………………………….. (3.17) 14. Fasto específico efectivo de combustible gas

g esp 

Vcomb  kg  ………………………………………………………………….. (3.18) E gen  kW  h 

15. Rendimiento global de toda la central

global 

3600  E gen

Qcomb

 100% ………………………………………………………… (3.19)

Donde: Egen; Energía eléctrica generada, en [kW·h] Qcomb; Energía del combustible suministrado, en [kJ]

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