lmt06 - Eugenio Gonzalez Bernal

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Laboratorio de maquinas termicas
Turbina de vapor
Actividad # 6
	
Pepe Pecas III
28 de agosto de 2014
Profesor: Ing. Jaime Aguilar
1. Mapa mental del ciclo de Rankine
Describen la relación de rendimiento del ciclo
· Del ciclo:= E. Teórica E.suministrada
· Mecánicas
· Internas
· Totales
Eficiencias
Condensador
Bomba
Turbina
Caldera
Diagrama T-S
Diagrama P-V
Condensador
Rechazo de calor a P=cte.
Expansión isoentropica
Adición de calor a presión cte.
Compresión isoentropica
Transformar calor en trabajo mecánico
 Ciclo de potencia termodinámico
CICLO DE RANKINE
2. Diagrama de flujo de ciclo combinado
Combina 2 ciclos que trabajan a distintas temperaturas para su aprovechamiento en la generación de energía eléctrica. Brayton-Rankine.
El Generador: Transforman la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura. 
Turbina de gas y compresor: Funciona tomando aire y pasa a través de un compresor que lo eleva a una alta presión. Luego se añade energía dispersando combustible en el mismo y quemándolo de modo que la combustión genera un flujo de alta temperatura. Este gas de alta temperatura y presión entra a una turbina, donde se expande disminuyendo hasta la presión de salida, produciendo el movimiento del eje durante el proceso. El trabajo de este eje de la turbina es mover el compresor y generadores eléctricos que pueden estar acoplados. La energía que no se usa para el trabajo sale en forma de gases.
La turbina de vapor es una turbomáquina motora, que transforma la energía de un flujo de vapor en energía mecánica a través de un intercambio de cantidad de movimiento entre el vapor y el rodete, órgano principal de la turbina, que cuenta con palas o álabes.
La caldera de recuperación de calor: recupera el calor contenido en los gases de escape de la turbina de gas. En ellas se calienta agua, que se convierte en vapor y que se utilizar para mover una turbina de vapor y/o como fluido caloportador que aporta calor a alguna fase del proceso industrial al que está asociada la planta de cogeneración.
El desgasificador en una caldera se refiere al tanque desaereador de alimentación de esta. En términos generales trata el agua utilizable en el proceso. Un desaeredor es un equipo que remueve O2 del agua de alimentación a calderas.
El calderín, cuya misión es separar los fluidos agua vapor; contiene el agua. Se utiliza en el tipo de caldera con recirculación. En las calderas de paso único no existe este elemento y por tanto no hay un punto fijo de separación de las fases sino una transformación paulatina.
La bomba es el dispositivo capaz de elevar la presión de un fluido. Encontramos la de condensado y la de alimentación de agua.
Un condensador es un intercambiador de calor entre fluidos, de modo que mientras uno de ellos se enfría, pasando de estado gaseoso a estado líquido, el otro se calienta.
3. Cogeneración: ventajas y desventajas.
Como sabemos la cogeneración es el procedimiento mediante el cual se obtiene simultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil; buscando aprovechar al máximo los insumos energéticos de un mismo combustible. Lo cual lleva ventajas como:
· recuperación del calor residual producto de la combustión
· convierte 75 – 80% del combustible en energía útil contra un 35% en plantas tradicionales y 50% en ciclo combinado
· ahorro de combustible
· ahorro de dinero a largo plazo 
· posibilidad de implementar sistemas que proporcionen energía térmica
· mejor abastecimiento en redes de energía eléctrica al tener la posibilidad de destinar a otros usuarios esa carga que ya no es usada por la empresa que cogenera
· contribuye en mitigar las emisiones de CO2 al reducir los consumos de combustible; así como ayuda a las refinerías en el control de las emisiones como los NOx y SOx liberando emisiones en un orden del 50% menor en comparación a las tecnologías convencionales de generación eléctrica
· brindar una gran independencia con respecto al precio de energía 
· cuidado del ecosistema al usar menos materia prima como la proveniente del subsuelo
También así presenta algunas desventajas con un impacto ciertamente menor, algunos ejemplos son:
· Los equipos de cogeneración traen consigo una inversión adicional, 
· Se desconoce en gran medida la instalación, el funcionamiento y mantenimiento entre muchos otros elementos técnicos, por lo que los servicios de asesoría y consultoría también generan una inversión para la puesta en marcha de los sistemas de cogeneración.
· La normatividad podría ser uno de los factores que compliquen el desarrollo de un proyecto de cogeneración, teniendo que cumplir con todos y cada uno de los requerimientos que las leyes establecen y acatar la reglamentación adecuada
· La conexión de los equipos pertenecientes a las instalaciones cogeneradoras podrían producir inestabilidad en la red eléctrica de no existir un buen acoplamiento en las instalaciones internas (cogeneradora) y externas (red eléctrica comercial),
· A causa del autoabastecimiento de energía eléctrica por parte de los cogeneradores, el sector eléctrico tiene una reducción del mercado por lo que la facturación decrece, disminuyendo los ingresos para el sector eléctrico.
4. Memoria de cálculos y línea Willans
C y D) Cálculo de entalpias y flujo de vapor
E) Eficiencias
	F)
	Línea Willans
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	w(V*I)[w]
	mv[kg/s]
	
	
	3740
	0.063
	
	
	3960
	0.060
	
	
	4400
	0.064
	
	
	4840
	0.076
	
	
	5720
	0.080
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	G) Tabla de estados termodinámicos
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Estado
	1
	2
	3T
	3R
	4
	5
	
	
	Presión
	
	
	
	
	
	
	
	
	Temp.
	
	
	
	
	
	
	
	
	Entalpia
	
	
	
	
	
	
	
	
	Entropía
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
H)Lecturas
	
	
	
	V[v]
	I[A]
	m[kg]
	t[s]
	
	P1
	7
	
	1
	110
	34
	4.1
	60
	
	P2
	3
	
	2
	110
	36
	3.95
	60
	
	P3
	36
	
	3
	110
	40
	4.2
	60
	
	T3
	67
	
	4
	110
	44
	4.9
	60
	
	T5
	26
	
	5
	110
	52
	5.15
	60
	
	T4
	57
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Masa de tara =.35 kg
	Patm=.796kg/cm^2
	
	
	
	
	
5. Comentarios y fuentes consultadas
Existen diversos ciclos de generación de potencia; todos con el mismo fin, pero unos con mayores o menores desventajas que los otros, así como sus limitantes.
En la práctica son muchas las pérdidas de energía en los procesos al ver eficiencias por debajo del 100% lo cual se busca minimizar para poder tener un aprovechamiento ideal de los recursos; para esto se implementan también procesos, mecanismos y se hace todo para optimizarlo como es el surgimiento de la cogeneración o el uso de las maquinas en rangos y cargas de trabajo adecuadas para su mayor desempeño, reflejado en el análisis y uso de la información entregada en la línea Willans además de prevenir desgastes innecesarios.
En general, la práctica cumple los objetivos y nos deja la noción cualitativa de los procesos además, en el carácter cuantitativo del trabajo y la operación, nos deja herramientas que podemos utilizar para evaluar, calcular, diseñar y mejorar ciclos y procesos de este tipo.
Termodinámica. Kurt C. Rolle. Pearson
Competitividad y cambio climático. Antonio Baena. Fundación EOI
La recuperación de la energía. Xavier Elías Castells. Ed. Díaz de Santos
http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/722/Tesis_Javier_Miranda.pdf?sequence=1
http://micrositio.cre.gob.mx/fororenovables/documentos/presentaciones/d3/03/03.pdf
Linea Willans	3740	3960	4400	4840	5720	6.2499999999999993E-2	6.0000000000000005E-2	6.416666666666666	4E-2	7.583333333333335E-2	8.0000000000000016E-2