P3_SCET_G12_SNA - Axel

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Universidad Nacional Autónoma de México 
Facultad de Ingeniería 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistemas de Conversión de Energía Térmica 
 
Grupo: 12 Semestre 2021-2 
 
Reporte 3: Ciclo Rankine 
 
Fecha: 25/06/21 
 
 
Nombre del alumno: 
Axel Sánchez Nazario || 316191940 
 
 
 
 
 
 
 
 
Reporte 3: Ciclo Rankine Sistemas de Conversión de Energía Térmica Sánchez Nazario Axel 
 
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Índice 
 
Introducción ............................................................................................................................ 3 
Objetivo ................................................................................................................................... 3 
Investigación ........................................................................................................................... 3 
Elementos básicos que constituyen al ciclo Rankine ......................................................................3 
Procesos termodinámicos ..............................................................................................................4 
Diagrama de fases T-S ....................................................................................................................4 
Eficiencia térmica ...........................................................................................................................5 
Cálculo de la eficiencia del ciclo Rankine........................................................................................5 
Planteamiento del problema................................................................................................... 5 
Datos ....................................................................................................................................... 5 
Desarrollo de los cálculos ...................................................................................................... 6 
Conclusión .............................................................................................................................. 7 
Bibliografía .............................................................................................................................. 8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Reporte 3: Ciclo Rankine Sistemas de Conversión de Energía Térmica Sánchez Nazario Axel 
 
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Introducción 
El presente trabajo tiene como propósito adentrarnos a los dispositivos 
termodinámicos, específicamente a las calderas. Este dispositivo es muy importante 
para ciclos y otros temas posteriores, es por ello que conoceremos su 
funcionamiento, partes y tipos, así como las ecuaciones que definen a las calderas. 
Objetivo 
❖ Conocer los elementos básicos que constituyen al ciclo Rankine. 
❖ Comprender parámetros de cuantificación del desempeño para medición de 
un sistema. 
Investigación 
Elementos básicos que constituyen al ciclo Rankine 
Elemento Dibujo Equipo lab 
 
 
 
Bomba 
 
 
 
 
 
Caldera 
 
 
 
 
 
 
 
Turbina 
 
 
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Condensador 
 
 
 
Procesos termodinámicos 
• Proceso 1–2: implica un proceso isentrópico, ya que el fluido de trabajo se 
bombea de baja a alta presión y la bomba requiere poca energía de 
entrada. 
• Proceso 2–3: es un proceso isobárico, en el líquido de alta presión ingresa 
a una caldera, donde se calienta a presión constante mediante 
• Proceso 3–4: El vapor se expande a través de una turbina de vapor, 
generando energía. Aquí se habla de un proceso isentrópico. 
• Proceso 4–1: el vapor húmedo se condensa a una presión constante para 
convertirse en un líquido saturado. Es un proceso isobárico. 
Diagrama de fases T-S 
 
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Eficiencia térmica 
Es la relación entre la energía que se desea obtener del ciclo (trabajo realizado) y 
la energía consumida en su funcionamiento (energía suministrada). 
Un ejemplo sería a la hora de la comida. Cuando uno come, espera a tener energía 
para un buen rato, pero nos da el “mal de puerco” y ya no hacemos nada o nos da 
sueño, es decir que la mayoría de la energía que fue suministrada por los alimentos 
se desperdicia o como en el caso de los ciclos, está en forma de calor. 
Cálculo de la eficiencia del ciclo Rankine 
 
 
 
 
Se define como la relación entre el trabajo neto obtenido y el calor suministrado al 
fluido de trabajo. 
Planteamiento del problema 
En un laboratorio de investigación se tiene una instalación escala de una planta 
termoeléctrica y dicha planta se rige bajo el ciclo Rankine, por ello se requiere hacer 
la evaluación del desempaño de dicha planta y compararla con la correspondiente 
eficiencia del ciclo Rankine. 
Datos 
Equipo Datos 
Bomba 
Caldera 
Turbina 
 
Condensador 
Tabla 1: Obtenidos de la presentación del tema 
 
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Desarrollo de los cálculos 
 
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La eficiencia del ciclo del laboratorio es del 16.33%. Recordemos que siempre habrá 
pérdidas de energía en algunos de los dispositivos, y también los ciclos 
termodinámicos no rebasan el 45% de la eficiencia. 
Si comparamos la eficiencia del laboratorio con la obtenida en algunas plantas 
termoeléctricas (33% aprox), se considera bajo. La eficiencia más alta registrada 
fue en Austria, con el 42.9%. La baja eficiencia mostrada del laboratorio se debe a 
diversos factores. Una de ellas son los equipos y el área de trabajo, ya que en unas 
planta termoeléctrica se habla de hectareas de espacio y equipos-tecnología 
recientes y especiales. En cambio, en el laboratorio, los equipos no son actuales, y 
el área de trabajo es corta. Otro factor que ya se habia mencionado antes es que 
en algunos equipos no se aprovecha la energía o calor, y no es porque no quieran, 
sino porque se estaría violando la segunda ley de la termodinámica. 
Conclusión 
Los objetivos de la práctica fueron cumplidos. Se conocieron y se describieron 
durante la presentación del tema los elementos básicos del ciclo Rankine: bomba, 
caldera, turbina y condensador. Esto llevó a que se conocieran los parámetros para 
que se puedan medir el sistema propuesto del laboratorio. 
Para esta ocasión no se tuvo conceptos nuevos, sin embargo, se reforzaron los 
conceptos más importantes, como el de eficiencia térmica, el cual nos servirá para 
temas posteriores. 
Bibliografía 
• Cengel, Y. A., Boles, M. A., Campos Olguín, V., & Colli Serrano, M. T. (2003). 
Termodinámica. 
 
• Junta de Andalucia. (2021). Ciclo Rankine. Juntadeandalucia.es. Retrieved June 23, 
2021, from http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-
tic/21700290/helvia/aula/archivos/repositorio/0/44/html/rankine.html 
 
• Explicación.net. (2018, December 17). Si estás buscando información sobre el ciclo 
de Rankine, como por ejemplo Ver telefono. Explicacion.net. Explicacion .net. 
Retrieved June 23, 2021, from https://www.explicacion.net/ciclo-rankine/ 
 
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-tic/21700290/helvia/aula/archivos/repositorio/0/44/html/rankine.html
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-tic/21700290/helvia/aula/archivos/repositorio/0/44/html/rankine.html
https://www.explicacion.net/ciclo-rankine/
Reporte 3: Ciclo Rankine Sistemas de Conversión de Energía Térmica Sánchez Nazario Axel 
 
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• AgilOnline. (2018, April 19). RENDIMIENTO DE CENTRALES ELECTRICAS. 
Agilonline.com.ar. https://www.agilonline.com.ar/rendimiento-de-centrales-electricas/ 
 
 
 
https://www.agilonline.com.ar/rendimiento-de-centrales-electricas/
https://www.agilonline.com.ar/rendimiento-de-centrales-electricas/