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5 PROBLEMAS TURBINAS DE VAPOR


Enviado por   •  20 de Julio de 2016  •  Informes  •  1.116 Palabras (5 Páginas)  •  3.777 Visitas

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CONSIDERE UNA TURBINA QUE RECIBE 25,000 KG/h DE VAPOR PROCEDENTE DE UNA CALDERA A PRESION DE 10 BAR Y UNA TEMPERATURA DE 200°c. LA TURBINA DESCARGA EL VAPOR A UN CONDENSADOR CON UNA PRESION ABSOLUTA DE 0.5 BAR. LA ENTALPIA DEL VAPOR A LA ENTRADA DE LA TURBINA TIENE UN VALOR DE 2828 J/g CON RESPECTO A CIERTA REFERENCIA; EL VALOR CORRESPONDIENTE DE ENTALPIA A LA DESCARGA DE LA UNIDAD ES DE 2040 J/g SI EL PROCESO DE EXPANSION ES ESCENCIALMENTE ADIABATICO Y LOS CAMBIOS DE ENERGIA CINETICA Y POTENCIAL SON DESPRECIABLES,

CALCULE LA POTENCIA DESARROLLADA POR LA UNIDAD.

W= h2 – h1 = 2828 J/g -2040 J/g = 788 J/g

Ẇ= ṁw =  = 5472222.222 KW[pic 1]

EL VAPOR ENTRA A UNA TURBINA DE VAPOR A PRESION DE 1 MPa, TIENE UNA TEMPERATURA DE 300°C Y UNA VELOCIDAD DE 50 m/s, Y SALE DE LA TURBINA A PRESION DE 150 KPa Y VELOCIDAD DE 200 m/s.

DETERMINE EL TRABAJO POR KILOGRAMO DE VAPOR QUE FLUYE POR LA TURBINA, SUPONIENDO QUE EL PROCESO ES REVERSIBLE Y ADIABATICO.

POR TABLAS DE VAPOR

h1= 3051.2 kJ/kg K           s1= 7.1229 kJ/kg K

s1= 7.1229 kJ/kg K            P2= 0.15 MPa

sf= 1.4336 kJ/kg K             sfg= 5.7897 kJ/kg K

hf= 467.1 kJ/kg                  hfg= 2226.5 kJ/kg

LA CALIDAD Y ENTALPIA DEL VAPOR QUE SALE DE LA TURBINA PUEDEN DETERMINARSE COMO SIGUE:

s2= 7.1229 kJ/kg K = sf + Xsfg = 1.4336 kJ/kg K + X (5.7897 kJ/kg K)  =

X= 0.9827

h2= hf + Xhfg = hf = 467.1 kJ/kg  + 0.9827 x (2226.5 kJ/kg) = 2655 kJ/kg

h2= 2655.08 kJ/kg

POR LO TANTO, EL TRABAJO POR KILOGRAMO DE VAPOR PARA ESTE PROCESO ISOENTROPICO PUEDE OBTENERSE MEDIANTE LA ECUACION DE LA PRIMERA LEY.

w= (h2 – h1) +          ( =[pic 2][pic 3]

w= (3051.2 kJ/kg – 2655 kJ/kg ) + [pic 4]

w= 377.45 [pic 5]

DETERMINE EL TRABAJO DE ENTRADA DEL COMPRESOR REQUERIDO PARA COMPRIMIR ISENTROPICAMENTE VAPOR DE AGUA DE 100 KPa A 1 MPa, ASUMIENDO QUE EL VAPOR EXISTE COMO:

  1. LIQUIDO SATURADO.
  2. VAPOR SATURADO EN EL ESTADO INICIAL.

  1. EN ESTE CASO DEL VAPOR DE AGUA ES INICIALMENTE UN LIQUIDO SATURADO Y SU VOLUM EN ESPECIFICO ES:

V1= V 0.001043 [pic 6][pic 7]

 =0.001043(1000 – 100 KPa)[pic 8][pic 9][pic 10]

 0.94 [pic 11][pic 12]

  1. AHORA, EL VAPOR DE AGUA ES ESENCIALMENTE UN VAPOR SATURADO Y DURANTE TODO EL PROCESO PERMANECE VAPOR.

 [pic 13]

ESTADO 1 [pic 14]

 P ent = 100 KPa                            h ent= hg= 2675 kJ/kg

(vapor saturado)                           s ent= sg= 7.3589 kJ/kg k

ESTADO 2[pic 15]

P sal = 1MPa

s2= s1                                              h sal=3194.5 kJ/kg

P= 1 MPa

T(°C)

h(kJ/kg)

s(kJ/kg K)

350

3158.2

7.3029

T sal

h sal

7.3589

400

3264.5

7.4670

 3194.58 [pic 16][pic 17]

  519.5 [pic 18][pic 19]

UNA CENTRAL ELECTRICA DE VAPOR OPERA EN EL CICLO, SI LAS EFICIENCIAS ISENTROPICAS DE LA TURBINA Y LA BOMBA SON DE 87% Y DE 85%, RESPECTIVAMENTE.

DETERMINE:

  1. LA EFICIENCIA TERMICA DEL CICLO
  2. LA SALIDA DE POTENCIA NETA DE LA CENTRAL PARA UN FLUJO MASICO DE 15 kg/s.

  1. LA EFICIENCIA TERMICA DEL CICLO.

W trabajo bomba= [pic 20]

W trabajo bomba= [pic 21]

W trabajo bomba= 18.98 kJ/kg

SALIDA DE TRABAJO DE LA TURBINA

W turbina salida= ȠT([pic 22]

W turbina salida=ȠT(h5-hs6)= 0.87(3583.1 – 2115.3) kJ/kg

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