TERMODINÁMICA: ILQ – 109

Informe Certamen N°°°° 3

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A aquellos estudiantes que estén interesados; la entrega de la resolución correcta del Certamen 3 (enunciado disponible adjunto en este documento) les significará adicionar un máximo de 10 puntos a la nota publicada. El documento debe ser redactado sin la ayuda de PC (incluyendo gráficos/diagramas, si fuese necesario). Última fecha de entrega para el Informe, Lunes 4 de Julio, 10.00 am, en la Secretaria del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental (NO SE RECIBIRÁN TRABAJOS POSTERIORES A ESTA HORA).

Problema 3.1 (= 30 Puntos × 1 Pregunta) En un ciclo de potencia Rankine regenerativo ideal (ver figura), el vapor ingresa a la turbina isentrópica a 6 MPa y 440 °C y

es condensado en el condensador a 20 kPa. De la turbina se purga una fracción del fluido que se encuentra a 0,4 MPa para

mezclarse con el agua de alimentación de la caldera y dejarla como agua saturada. Muestre el ciclo en un diagrama T-S y

determine a) El trabajo neto por kg de vapor que fluye por la caldera y b) La eficiencia térmica del ciclo.

Corr. Presión MPa

Temp ºC

Condicion Caudal (kg/s)

H (kJ/kg) S (kJ/kgK) V (m3/kg)

1 Liq Sat 2 3 Liq Sat 4 5 6 440 1 6 0.4 7 0.02

Problema 3.2 (= 70 Puntos × 1 Pregunta) Una planta termoeléctrica de vapor de agua opera en el ciclo Rankine regenerativo con recalentamiento con un

calentador cerrado de agua (CAA) de alimentación. El vapor entra a la turbina a 10 MPa y 400 °C (5) a razón de 24

kg/s y se condensa completamente en el condensador a una presión de 0.01 MPa. El vapor se recalienta a 1 MPa y 400

°C (7). Parte del vapor se extrae de la turbina de baja presión a 0.4 MPa (8), se condensa por completo en el calentador

cerrado de agua de alimentación y se bombea a 10 MPa (11) antes de que se mezcle con el agua de alimentación a la

misma presión, la que se encuentra saturada a esa presión. Suponiendo una eficiencia isoentrópica de 88% tanto para

las turbinas y como para las bombas. Usando el gráfico T versus Ŝ adjunto determine:

2.2.1 La temperatura del vapor a la entrada del calentador cerrado de agua de alimentación (8)

2.2.2 El flujo másico del vapor extraído de la turbina para el calentador cerrado de agua de alimentación (8)

2.2.3 La producción neta de potencia

2.2.4 Calor total agregado

2.2.5 La eficiencia térmica

2.2.6 Muestre el ciclo en el diagrama T versus Ŝ adjunto señalando claramente las etapas del proceso

Corr. Presión

MPa Temp ºC

Condicion Caudal (kg/s)

H (kJ/kg) S (kJ/kgK) V (m3/kg)

1 Liq sat 2 3 Liq Sat 4 Liq Sat 5 10 400 24 6 7 1 400 8 0.4 9 0.01 10 11 10

Figura

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