CUARTA PRACTICA CALIFICADA DE TERMODINAMICA ii 1. La compañía Suiza de Escher-Wisse proyecto una instalación de turbina de gas, para funcionar según

el esquema cerrado, con calentamiento del gas en un reactor atómico. el agente de transformación es helio a alta presión. a diferencia de los esquemas ordinarios de TG, en esta instalación en vez de cámara de combustión se monta un reactor atómico, y como el esquema es cerrado, el gas no alcanza la atmósfera, sino que pasa a un enfriador de gas y después vuelve al compresor. Los parámetros del helio por el camino que recorre en la instalación son los siguientes:

p1 = 29,4 bar t1 = 32 °C p2 = 45,7 bar p3 = 45,3 bar t3 = 32 °C p4 = 70,2 bar p5 = 68,7 bar t5 = 469 °C p6 = 67,6 bar t6 = 760 °C p7 = 30,4 bar p8 = 29,9 bar

Por la instalación de turbina de gas pasan 100 kg/s de helio. El rendimiento interno del compresor es igual a 88%, el rendimiento de la turbina es 88,9%. Calcular: a) el esquema de la instalación, la temperatura en 2, 4, 7 y 8, la potencia efectiva de los dos compresores y la potencia efectiva de la instalación en los alabes y la potencia de salida del generador si el rendimiento mecánico es 0,985 y el rendimiento del generador es 0,976.

2. Una turbina simple de gas debe entregar aire comprimido con un compresor de mayor tamaño que el

necesario, el cual proporciona tanto dicho aire comprimido como el aire necesario para la turbina; todo el trabajo de ésta se consume en impulsar el compresor, en el estado inicial la presión es 1,003bar y t =21,6°C, la relación de presiones es 6,5 la temperatura máxima del ciclo es 815°C, el desprendimiento de energía del combustible es 40.5 MJ/kg. Se aplican los siguientes rendimientos al compresor 82% y a la turbina 84%. Determine .La masa de aire entregada por el compresor por kg. de productos de la combustión que salen del compresor

3. Calcular el ciclo teórico de una ITG con compresión y expansión bietapicas y regeneración teórica.

Al ingreso P=1bar y T=20°C. El grado de elevación de presiones en cada etapa igual a 2,4. El aire se enfría después del primer compresor hasta 20°C. La temperatura del aire en las turbinas es la misma e igual a 800°C. La presión del aire después de pasar por la turbina es de 2,4 bar y el gasto de aire es 250 000 kg/h. Determine los parámetros en todos los puntos del ciclo, y el rendimiento de la instalación y su potencia teórica.

4. Los datos referentes a una ITG que funciona con aire como fluido de trabajo son: al ingreso del

compresor la presión es 1bar y 25°C, La relación de presiones en el compresor es 6, la temperatura al ingreso de la turbina es 1300 K. La eficiencia adiabática del compresor y la turbina es 90%. Calcular los parámetros en todos los puntos del ciclo, el trabajo específico neto y la eficiencia del ciclo, además la relación aire combustible si el PC del combustible es 40 000 kJ/kg.