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CICLO RANKINE REGENERATIVO INTRODUCCIÓN Otra modificación importante al ciclo Rankine simple es el Ciclo Rankine Regenerativo y consiste en el precalentamiento del agua de alimentación de la caldera mediante una o varias extracciones de un determinado porcentaje del vapor que está expansionándose en la turbina en cuál se lleva a intercambiadores de calor (precalentadores de agua de alimentación) donde ceden parte de su energía, ya sea mezclándose con el agua de alimentación (en calentadores abiertos o de contacto directo) o intercambiando calor a través de una superficie (en calentadores cerrados o de superficie). El objetivo es, como en la mayoría de las modificaciones de los ciclos simples, la mejora de la eficiencia global del ciclo. En este caso la mejora se produce al sacrificar un poco de trabajo que el vapor extraído pudo haber hecho si hubiese continuado su expansión, sin embargo, esa energía que no convirtió en trabajo más la energía que iba a rechazar al medio ambiente en el condensador se la entrega al agua de alimentación de la caldera; la cuál, al entrar en la caldera a una mayor temperatura reducirá el Calor suministrado “QS” en la caldera superando significativamente el beneficio de ahorrar calor suministrado en la caldera contra una pequeña pérdida de trabajo en la turbina. El condensado que sale de los precalentadores cerrados, se drena normalmente, en cascada, hacia el siguiente precalentador con menor presión hasta llegar finalmente a un calentador abierto o el condensador y, para poder conectarse a un calentador de menor presión se utiliza una válvula de control que regula la caída de presión. En la práctica, siempre se usa un calentador abierto solamente; y aguas abajo, o aguas arriba, se pueden usar uno o varios calentadores del tipo cerrado. El calentador abierto, también llamado desgasificador, también tiene como función permitir la eliminación de los gases disueltos en la corriente de agua. Además, se debe mencionar que cada calentador abierto que se use implica integrar al ciclo una bomba de agua de alimentación adicional. CICLO RANKINE REGENERATIVO Diagrama de Flujo Calentador BP Calentador BP Calentador Abierto 10 1 3 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 Procesos Ideales 1–2; 2–3; 3–4; 4–5 Expansión Isoentrópica. 11–1 Suministro de Calor Isobárico. 5–6 Rechazo de Calor Isobárico. 6 –7; 9–10 Compresión Isoentrópica. 7–8; 8–9; 10–11 Intercambio de Calor Isobárico (lado agua). 2–12; 13–9; 4–14; 15–16 Intercambio de Calor Isobárico (lado vapor). 12–13; 14–15 Expansión Isoentálpica. Eduardo Lápiz CICLO RANKINE REGENERATIVO Representación Grafica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Balances Térmicos en Calentadores 1- Calentador Cerrado de Alta Presión m1 h11 h12 h2 h10 (1) (1) m1 (1)(h11-h10)= m1(h2-h12) m1 = 𝒉𝒉𝟏𝟏𝟏𝟏−𝒉𝒉𝟏𝟏𝟏𝟏 (𝒉𝒉𝟐𝟐−𝒉𝒉𝟏𝟏𝟐𝟐) CICLO RANKINE REGENERATIVO Balances Térmicos en los Calentadores 2 - Calentador Abierto (de Contacto Directo) m2 h8 h9 h3 h13 m1 1-m1-m2 (1) m1h13+m2h3+(1-m1-m2)h8=(1)h9 𝐦𝐦𝟐𝟐 = 𝐡𝐡𝟗𝟗 − 𝐡𝐡𝟖𝟖 − 𝟏𝟏 −𝐦𝐦𝟏𝟏 −𝐦𝐦𝟐𝟐 𝐡𝐡𝟏𝟏𝟏𝟏 − 𝐡𝐡𝟖𝟖 𝐡𝐡𝟏𝟏 − 𝐡𝐡𝟖𝟖 Balances Térmicos en los Calentadores 3- Calentador Cerrado Baja Presión m3 h8 h14 h4 h7 (1-m1-m2) (1-m1-m2) m3 m3(h4-h14)=(1-m1-m2)(h8-h7) m3 = 𝟏𝟏−𝐦𝐦𝟏𝟏−𝐦𝐦𝟐𝟐 𝐡𝐡𝟖𝟖−𝐡𝐡𝟕𝟕 (𝒉𝒉𝟒𝟒−𝒉𝒉𝟏𝟏𝟒𝟒) CICLO RANKINE REGENERATIVO Calores Trabajos y Eficiencia Qs = (h1–h11) QR = QR1 + QR2= (1-m1-m2-m3)(h5-h6) + m3(h15-h6) Qn = Qs – QR We = We1 +We2 +We3 +We4 We = (1)(h1–h2) + (1-m1)(h2-h3) + (1-m1-m2)(h3–h4 ) + + (1-m1-m2-m3)(h4-h5) Wc= Wc1 + Wc2 = (1-m1-m2)(h7-h6)+ (h10-h9) Wn= We - Wc Eduardo Lápiz Eduardo Lápiz Termodinámica Aplicada Ciclo Rankine Simple Número de diapositiva 3 Ciclo Rankine Número de diapositiva 5 Ciclo Rankine Ciclo Rankine Ciclo Rankine Con Recalentamiento Número de diapositiva 9 Ciclo Rankine con Recalentamiento Ciclo Rankine Ciclo Rankine Con Recalentamiento Ciclo Rankine Con Recalentamiento Número de diapositiva 14 Número de diapositiva 15 Ciclo Rankine Regenerativo Número de diapositiva 17 Ciclo Rankine Regenerativo Número de diapositiva 19 Ciclo Rankine Regenerativo Número de diapositiva 21 Ciclo Rankine Regenerativo Número de diapositiva 23 Ciclo Rankine Regenerativo Número de diapositiva 25 Número de diapositiva 26 Número de diapositiva 27 Número de diapositiva 28 Número de diapositiva 29 Número de diapositiva 30 Análisis de procesos reales en un ciclo Ciclo Brayton Ciclo Brayton Ciclo Brayton Ciclo Brayton Ciclo Brayton Ciclo Brayton Ciclo Brayton Modificaciones al Ciclo Brayton Modificaciones al Ciclo Brayton Modificaciones al Ciclo Brayton Modificaciones al Ciclo Brayton Modificaciones al Ciclo Brayton Modificaciones al Ciclo Brayton Modificaciones al Ciclo Brayton Modificaciones al Ciclo Brayton Modificaciones al Ciclo Brayton Modificaciones al Ciclo Brayton Modificaciones al Ciclo Brayton Ciclo de Refrigeración Número de diapositiva 51 Ciclo de Refrigeracion Número de diapositiva 53 Ciclo de Refrigeración� Mezclas No Reactivas Análisis de Fracciones Análisis de Fracciones Análisis de Fracciones Ley Gibbs –Dalton o Ley de las Presiones Parciales Ley de Amagat o Leduc o Ley de los Volúmenes Aditivos Análisis de Fracciones Calculo de Propiedades principales de una mezcla de Gases Ideales Calculo de Propiedades principales de una mezcla de Gases Ideales Calculo de Propiedades principales de una mezcla de Gases Ideales Calculo de Propiedades principales de una mezcla de Gases Ideales Estudio de la Mezcla Aire Vapor Temperaturas Temperaturas Temperaturas Temperaturas Humedades Humedades Humedades Humedades Principales Procesos de Acondicionamiento de Aire Enfriamiento Evaporativo Calentamiento con Humidificación Deshidratación con Calentamiento Mezclas Reactivas Combustión Combustión Conceptos Básicos Conceptos Básicos Estequiometria Estequiometria Estequiometria Estequiometria Exceso de Aire Gasto de aire Gasto de Gases Secos Análisis del Procesos de la combustión a partir de conocer los productos Entalpia de Formación Entalpia de Formación Entalpia de Formación Notas Entalpia de Formación Entalpias de Formación Entalpia de Formación Entalpia de Formación Entalpia de Formación Entalpia de Formación
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