Ciclo Rankine Regenerativo - Axel

Vista previa del material en texto

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