Bombas En Serie Y Paralelo

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD EXPERIMENTAL DE LA FUERZA ARMADA

INGENIERIA MECÁNICA - SECCIÓN 901

CÁTEDRA: TURBOMÁQUINAS

CONDENSADOR

P 9-1 GRUPO N° 3

Preparado por:

Félix Gudiño C.I. 16.300.368

Antillano Jesús CI: 15912373

Francis Martínez C.I. 16.146.205

Sarabia Jesús C.I: 16147377

Segovia Xiomara CI: 16224462

Vivas Gabriel C.I: 16368332

Willinton Tua CI: 15913614

Jonathan Mora CI: 15914124

Profesor: Ing. Héctor Yi Durán

Los Teques 5/07/2011

ÍNDICE

INTRODUCCION 3

1 OBJETIVO GENERAL 4

2 OBJETIVOS EPECIFICOS 4

3 MARCO TEÓRICO 4

3.1 DEFINICIÓN 4

3.2 FUNCIONAMIENTO 5

3.3 PARTES DE UN CONDENSADOR 6

3.4 TIPOS DE CONDENSADORES 7

4 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 11

4.1 RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA 12

5 DIAGRAMA DEL PROCESO 14

6 DIAGRAMA TEMPERATURA- ENTROPÍA (T – S) 14

7 SELECCIÓN DEL CONDENSADOR 15

8 ANEXOS 17

CONCLUSIÓN 34

REFERENCIAS BLIBIOGRÁFICAS 35

INTRODUCCIÓN

En los ciclos termodinámicos existen distintos dispositivos de generación de energía, en donde hoy en día el ingeniero mediante los conocimientos adquiridos, aplica y realizan los cálculos pertinentes para desarrollar y llevar a cabo el rediseño de estos dispositivos, cuyo objetivo principal es de mejorar su eficiencia.

En este trabajo se desarrolla un planteamiento que surge de la necesidad de determinar la eficiencia térmica en un ciclo Ranking Ideal llevado a cabo por una central eléctrica, específicamente con el objetivo de estudiar el funcionamiento de un condensador, cuyo objetivo es de condensar el vapor que proviene del escape de la (turbina de vapor) en condiciones próximas a la saturación y evacuar el calor de condensación (calor latente) al exterior mediante un fluido de intercambio (aire o agua).

Particularmente, un condensador es un cambiador de calor latente que convierte el vapor de su estado gaseoso (generalmente la salida de una turbina), a su estado líquido (agua pura), también conocido como fase de transición, regresándola a la bomba en el estado que corresponde y completando así el ciclo de este sistema.

Es importante tomar en cuenta que para la selección y diseño de un condensador es necesario conocer las condiciones operacionales de los datos de entrada de estas, o lo que es lo mismo los datos de la salida de la turbina, para así seleccionar el fluido refrigerante correspondiente, calcular el (ΔT), determinar la carga de calor que debe ser retirada en el condensador, verificar que se satisfacen las condiciones operacionales establecidas (caída de presión, esbeltez), entre otras.

1. OBJETIVO GENERAL

Estudiar el funcionamiento de un condensador en un ciclo Rankine Ideal.

2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Calcular el calor extraído por el condensador.

• Obtener la eficiencia del ciclo.

• Elaborar diagrama T vs S.

• Seleccionar un condensador en función a los resultados obtenidos.

3. MARCO TEÓRICO

3.1 Definición de condensador

Es un elemento intercambiador térmico, en cual se pretende que cierto fluido que lo recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor (cesión de calor al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro medio

La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor, después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso del aire acondicionado.

Un condensador es un cambiador de calor latente que convierte el vapor de su estado gaseoso a su estado líquido, también conocido como fase de transición. El propósito es condensar la salida (o extractor) de vapor de la turbina de vapor para así obtener máxima eficiencia e igualmente obtener el vapor condensado en forma de agua pura de regreso a la caldera. Condensando el vapor del extractor de la turbina de vapor, la presión del extractor es reducida arriba de la presión atmosférica hasta debajo de la presión atmosférica, incrementando la caída de presión del vapor entre la entrada y la salida de la turbina de vapor. Esta reducción de la presión en el extractor de la turbina de vapor, genera más calor por unidad de masa de vapor entregado a la turbina de vapor, por conversión de poder mecánico.

Los dispositivos especiales de transmisión de calor utilizados para licuar vapores eliminando su calor latente de condensación reciben el nombre de condensadores. El calor latente se retira absorbiéndolo por un líquido más frío denominado refrigerante. Puesto que evidentemente la temperatura del refrigerante aumenta en un condensador, la unidad también actúa como un calentador, pero funcionalmente es la acción más importante de condensación, y el nombre refleja este hecho. Los condensadores se dividen en dos clases. En la primera de ellas, correspondiente a los condensadores de carcasa y tubos, el vapor condensante y el refrigerante están separados por una superficie tubular de transmisión de calor. En la segunda clase, correspondiente a los condensadores de contacto, las corrientes de vapor y de refrigerante, que ambas son generalmente agua, se mezclan físicamente y abandonan el condensador formando una sola corriente.

3.2 Funcionamiento

La función principal del condensador en una central térmica es ser el foco frío o sumidero de calor dentro del ciclo termodinámico del grupo térmico. Por tanto, su misión principal es condensar el vapor que proviene del escape de la turbina de vapor en condiciones próximas a la saturación y evacuar el calor de condensación (calor latente) al exterior mediante un fluido de intercambio (aire o agua).

En el caso de una máquina frigorífica, el condensador tiene por objetivo la disipación del calor absorbido en el evaporador y de la energía del compresor. El refrigerante que circula por su interior pasa de estado gaseoso a líquido. Adicionalmente, el condensador recibe los siguientes flujos:

• Las purgas de los calentadores y otros elementos, que una vez enfriadas son incorporadas al circuito de condensado.

• El aire que procede de entradas furtivas en los diversos elementos del ciclo agua-vapor, a través de los cierres de la turbina de vapor o con el agua de reposición al ciclo. Éste debe ser extraído y enviado al exterior mediante eyectores o bombas de vacío.

• El vapor procedente del escape de la turbo-bomba de agua de alimentación si la hay en la instalación.

• El vapor de los by-passes de turbina de vapor, que en determinados modos de operación transitorios (arranques, paradas, disparos, cambios bruscos de carga) conducen directamente al condensador todo el vapor generador en la caldera una vez atemperado.

• El agua de aportación al ciclo para reponer las purgas, fundamentalmente la purga continúa. Esta agua es desmineralizada y proviene del tanque de reserva de condensado.

3.3 Las partes más significativas de un condensador

• Cuello. Es el elemento de unión con el escape de la turbina de vapor. Tiene una parte más estrecha que se une al escape de la turbina de vapor bien directamente mediante soldadura o bien a través de una junta de expansión metálica o de goma que absorbe los esfuerzos originados por las dilataciones y el empuje de la presión atmosférica exterior. La parte más ancha va soldada a la carcasa del condensador.

• Carcasa o cuerpo. Es la parte más voluminosa que constituye el cuerpo propiamente dicho del condensador y que alberga los paquetes de tubos y las placas. Suele ser de acero al carbono.

• Cajas de agua. Colector a la entrada y a la salida del agua de refrigeración (agua de circulación) con el objeto de que ésta se reparta de forma uniforme por todos los tubos de intercambio. Suelen ser de acero al carbono con un recubrimiento de protección contra la corrosión que varía desde la pintura tipo epoxy (para el agua de río) hasta el engomado (para el agua de mar). Suelen ir atornillados al cuerpo del condensador.

• Tubos. Son los elementos de intercambio térmico entre el agua y el vapor. Su disposición es perpendicular al eje de la turbina. Suelen ser de acero inoxidable (agua de río) y titanio (agua de mar).

• Placas de tubos. Son dos placas perforadas que soportan los dos

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