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 Ciclos 
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Nuevo mensaje Ciclos
Queridos amigos:

Si han comenzado la lectura de los volcados de este Subforo, a través de este Tema de Ciclos, les recomiendo que antes (o de forma simultánea) alternen su lectura con los correspondientes al Tema Termodinámica y, antes de éste, al de Energía.

En todo caso, les saludo agradecida y cordialmente por su paciencia y amabilidad en leer estos volcados.

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Insignia en el navío: Resurrección R. O. del 27 de abril de 2008.
"Todo lo hemos perdido, mi querido Lord:
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(De la carta de Gaspar Melchor de Jovellanos a Lord Holland, 2 de febrero de 1810).


15 Mar 2008 12:28
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Nuevo mensaje Ciclo De Carnot De Vapor
EL CICLO DE CARNOT DE VAPOR
Una vez escogido el rango de temperaturas que ha de utilizarse en un determinado ciclo de potencia y escogido, asimismo la sustancia de trabajo (el agua, por ejemplo), el siguiente paso deberá ser escoger el ciclo termodinámico y seleccionar el rquipo correspondiente.

El candidato idóneo sería, en principio, el Ciclo de Carnot, ya que posée la máxima eficiencia térmica para un rango de temperaturas determinado.
Adjunto:
01 carnot vapor.jpg

En la figura, se muestra uno de estos ciclos, que opera completamente en la región de líquido y vapor.

El proceso 1 - 2 consiste en añadir calor a la sustancia de trabajo. Se trata de un proceso a presión y temperatura constante y puede muy bien efectuarse en una caldera o generador de vapor. La sustancia de trabajo pasa de líquido a estado de vapor.

El proceso 2 - 3 consiste en una expansión del vapor generado en la caldera (en el cual su presión se reduce) sin intercambio de calor con los alrededores (adiabático) y reversible (por lo que será, también a entropía constante o isentrópico). El sistema cede trabajo a los alrededores. Todo ello puede ser realizado por una turbina bien diseñada. La sustancia es una mezcla de líquido y vapor.

El proceso 3 - 4 vuelve a ser como el primero: A presión y temperatura constantes, en el cual el sistema cede calor al foco frío, lo que se puede conseguir en un condensador, o sea, un intercambiador de calor que extrae calor del sistema. La sustancia sigue siendo una mezcla de líquido y vapor.

El proceso 4 - 1 es una compresión del fluído líquido - vapor, que deberá ser, al igual que el segundo, isentrópico, para lo que el compresor (máquina encargada de llevar a cabo el proceso) consumirá casi todo el trabajo desarrollado en la turbina y su eficiencia será muy baja.

Por lo demás, no se está agregando calor a la temperatura más alta posible, ya que nuestro ciclo opera a una temperatura máxima que se encuentra por debajo de la temperatura crítica de la sustancia de trabajo (el agua). Esta temperatura es de 374,1º C, la cual está muy por debajo de la temperatura de operación permisible, que es de 565º C.

Dadas estas dificultades, el Ciclo de Carnot, en la práctica, resulta inoperante.


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15 Mar 2008 12:34
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Nuevo mensaje Ciclo De Rankine
CICLO DE RANKINE SIMPLE
Los inconvenientes que presenta el ciclo de Carnot de Vapor pueden ser eliminados, reemplazando el proceso de calentamiento isotérmico reversible por uno reversible a presión constante. De este modo, se tiene un Ciclo de Rankine, formado por los siguientes procesos:

Calentamiento reversible a presión constante.

Expansión adiabática reversible.

Enfriamiento reversible a presión constante.

Compresión adiabática reversible.

Este ciclo es la base para un sistema como el que suelen utilizar las centrales de generación termoeléctrica de vapor de agua.
Adjunto:
rankine.jpg

Rankine Nació en Edimburgo. Tras cursar dos años Ingeniería Civil en la Universidad de las Americas, comienza a trabajar de asistente de su padre, también ingeniero, en la Edinburgh & Dalkeith Railway, hasta ser nombrado catedrático de ingeniería civil y mecánica de la Universidad de Glasgow el año 1855, cargo en el que permanecerá hasta su muerte el 24 de diciembre de 1872
Adjunto:
02 rankine simple.jpg

En la figura, se muestra el diagrama temperatura - entropía, conjuntamente con el equipo de máquinas y dispositivos que pueden servir para llevar a cabo los procesos que forman el ciclo considerado.

Dado que el proceso de añadir calor a la sustancia de trabajo se efectúa reversiblemente, el área bajo la curva formada por las trayectorias 1 - 2 - 3, en el diagrama T - S, representa la cantidad total de calor añadido al sistema.
Suponiendo que este área sea igual al área bajo la línea horizontal 6 - 7, se puede escribir

Tm2 (S7 - S6) = Qent

Tm1 (S4 - S5) = Qsal
siendo Tm2 y Tm1, respectivamente, las temperaturas medias efectivas de la adición de calor y de la sustracción de calor.

La eficiencia térmica del ciclo es, como se sabe,

(Qent - Qsal) / Qent

Sustituyendo por los valores arriba indicados y, teniendo en cuenta queS7 = S4 y S6 = S5, la eficiencia térmica será

(Tm2 - Tm1) / Tm2

que representa la eficiencia térmica de un ciclo de Carnot que trabajase entre las temperaturas consideradas.

Lógicamente, la eficiencia térmica de un ciclo de Carnot, tal como el que ya hemos visto, vale

(T2 - T1) / T2

Pero T1 es la misma que Tm1, mientras que Tm2 es menor que T2, con lo que el Ciclo de Rankine resulta ser de menor eficiencia térmica que un Ciclo de Carnot que trabaje entre los mismos límites de temperatura.

¿Qué debemos hacer para corregir este desajuste?.

A la vista de la expresión de la eficiencia térmica del Ciclo de Rankine, para incrementarla, partiendo de la temperatura Tm1, debemos aumentar la temperatura media efectiva de la adición de calor, Tm2.

Todas las versiones modificadas de este Ciclo Simple de Rankine (que veremos a continuación) tendrán el objetivo de lograr este resultado.


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15 Mar 2008 12:43
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Nuevo mensaje Ciclo De RanKine Con Sobrecalentamiento
CICLO DE RANKINE CON SOBRECALENTAMIENTO
Aparte las desventajas relativas a la menor eficiencia térmica del Ciclo Simple de Rankine, respecto del de Carnot, existe un problema añadido de carácter práctico y es que el vapor que sale de la turbina contiene un cuarenta por ciento, aproximadamente, de agua en estado líquido.

La experiencia enseña que un porcentaje de agua, en el seno del vapor que descarga la turbina, puede ocasionar un elevado grado de erosión en los álabes de la misma, lo que acortará de forma sensible la vida útil de la turbina.

Adjunto:
03 rankine sobrecalentamiento.jpg

Al objeto de evitar -también- este indeseable efecto, se modifica el Ciclo Simple de Rankine, intercalando un sobrecalentador aguas abajo de la caldera e inmediatamente antes de la turbina, de tal manera que, además, se conseguirá una temperatura media de calentamiento más elevada, sin incrementar la presión máxima del ciclo.

Aún habiendo “pagado el precio” que supone el añadir un dispositivo más a nuestro equipo (el sobrecalentador), la práctica demuestra que el contenido de humedad descargado por la turbina es de un veinticinco por ciento, valor que resulta –todavía- muy grande, comparado con el diez por ciento recomendable.

Se pueden seguir manteniendo las ventajas de eficiencia térmica conseguidas, trabajando en una región más seca del diagrama, si empleamos el recalentamiento.


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15 Mar 2008 12:58
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Nuevo mensaje Ciclo De Rankine Con Recalentamiento
CICLO DE RANKINE CON RECALENTAMIENTO
En esta modificación del Ciclo de Rankine, primero, se expande el vapor en la turbina hasta una presión intermedia y se calienta, de forma constante, a esta presión, en el recalentador.
Posteriormente, se expande hasta la presión (inferior) final de descarga.

Se puede considerar a la turbina como de dos pasos: Uno, de alta presión y, otro, de baja presión.
Adjunto:
04 rankine recalentamiento.jpg

El calentamiento del vapor se realiza en tres lugares:

La caldera (proceso 1 - 3).

El sobrecalentador (proceso 3 - 4).

El recalentador (proceso 5 - 6).

El trabajo se realiza en dos lugares:

La turbina de alta presión (proceso 4 - 5).

La turbina de baja presión (proceso 6 - 7).

Se sustrae calor en el condensador (proceso 7 - 8) y se efectúa trabajo, sobre el fluído, en la bomba (proceso 8 - 1).

Con esta variante, el grado de humedad del fluído de trabajo, a la salida de la turbina resulta aceptable.


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18 Mar 2008 09:42
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Nuevo mensaje Ciclo De Rankine Con Recuperación
CICLO DE RANKINE CON RECUPERACION
El empleo de sobrecalentamiento y el uso de recalentamiento constituyen dos métodos mediante los cuales se puede incrementar la temperatura media efectiva de calentamiento al aumentar la cantidad de calor añadida a altas temperaturas.

Sin embargo, el mismo efecto se puede lograr si se disminuye la cantidad de calor que se añade a temperaturas demasiado bajas.

Si se analiza de nuevo el diagrama del Ciclo Simple de Rankine, se puede observar que la temperatura media de calentamiento a lo largo de la trayectoria 1 - 2 es muy baja. Si la cantidad de calor necesaria durante este proceso se provée internamente, en vez de externamente, la eficiencia térmica del ciclo se acercará a la eficiencia térmica del Ciclo de Carnot.

Esto se puede lograr mediante un ciclo de recuperación, en el que el agua de alimentación se precalienta utilizando el vapor expandido.

En la figura, se muestra un ciclo, con recuperación ideal.
Adjunto:
05 rankine recuperacion.jpg

Si se pudiera expandir el vapor reversiblemente, de tal manera que el área bajo la trayectoria 3 - 4 fuese, de manera exacta, igual al área bajo la trayectoria 1 - 2, se tendría todo el calor añadido desde el exterior a la temperatura T2 y todo el calor sustraído, a la temperatura T1.

Quiere decirse, pues, que la eficiencia térmica de un Ciclo de Rankine con Recuperación Ideal es la misma que la de un Ciclo de Carnot que trabaje entre los mismos límites de temperatura.

Para llevar a cabo un ciclo con recuperación ideal, se necesitarían un número infinito de cambiadores de calor, conocidos con el nombre de calentadores de agua de alimentación, para precalentar el fluído condensado con vapor extraído de la turbina.

Esto último no es posible físicamente y, además, un análisis termodinámico nos indicaría que la ganancia en eficiencia térmica que resulta de agregar un calentador disminuye con el aumento del número de calentadores.

Como resultado, se llega a un punto donde cualquier aumento adicional en el número de calentadores no resulta económicamente justificable, dado que el coste de capital aumenta con el número de calentadores empleado.

En la práctica, seis o siete calentadores es el número máximo utilizado y sólo en centrales de gran capacidad.


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18 Mar 2008 09:51
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Nuevo mensaje Ciclos De Potencia De Gas
Las máquinas térmicas que utilizan un gas como sustancia de trabajo se pueden clasificar como máquinas de combustión interna y máquinas de combustión externa.

En éste último tipo, el calor se suministra mediante una fuente externa y se sustrae de la sustancia de trabajo hacia un sumidero, también externo al sistema. Además, la sustancia de trabajo se hace regresar periódicamente a su estado inicial.

De esta manera, una máquina de combustión externa, como una planta termoeléctrica que utilice una turbina de gas operando en un circuito cerrado y que tome el calor de un reactor nuclear se dice que trabaja en un ciclo termodinámico.

El calentamiento en una máquina de combustión interna se lleva a cabo mediante una reacción química entre un combustible y el aire, encerrados en un recinto (cilindro o cámara de combustión).

En este tipo de máquinas, la sustancia de trabajo sufre un cambio químico permanente y no se le puede hacer regresar a su estado inicial: Las máquinas de combustión interna, si bien trabajan conforme a un ciclo mecánico, no operan en un ciclo termodinámico.

Además de lo dicho, existen otros factores como la fricción, la aceleración y las pérdidas de calor, que hacen prácticamente imposible un análisis preciso de cualquier máquina de combustión interna, bajo el prisma de los criterios utilizados hasta ahora: En su momento, haremos (si ustedes no se cansan de leer estos temas) un análisis eminentemente práctico.

De todas formas, usaremos un ciclo termodinámico para describir, de modo aproximado, la operación real de una máquina de combustión interna y, aunque los resultados obtenidos no son muy correctos, nos ayudarán a comprender el efecto de variables del sistema tales como la relación de compresión, la eficiencia térmica del ciclo considerado y el tamaño relativo de la máquina.

CICLO DE CARNOT CON GAS
En el diagrama T - S se muestra un Ciclo de Carnot con gas, que opera en un determinado rango de temperaturas.
Adjunto:
06 carnot gas.jpg

Una manera de llevar a cabo los procesos de este ciclo sería mediante dispositivos que trabajen en estado permanente con flujo también permanente, tal como se indica a continuación:

El proceso de expansión isentrópica 2 – 3 y el proceso de compresión isentrópica 4 – 1 se pueden llevar a cabo, de forma bastante aproximada, mediante una turbina y un compresor, respectivamente.

El proceso de expansión isotérmica 1 – 2, así como el proceso de compresión isotérmica 3 – 4 son difíciles de llevar a cabo con arreglo al modelo.

El ciclo considerado es también posible realizarlo, a través de una serie de procesos como la que se muestra seguidamente, mediante una máquina alternativa (pistón – cilindro).
Adjunto:
07 ciclo de carnot alternativo.jpg

La eficiencia del Ciclo de Carnot viene dada (según sabemos) por la expresión

1 – TL / TH = 1 – T4/ T1.

O sea, cuanto mayor sea la diferencia de temperaturas, tanto mayor será la eficiencia térmica.

Llevado este razonamiento a los procesos de la máquina de Carnot alternativa, cuanto mayor sea la diferencia de presiones (posiciones extremas del pistón) o relación de compresión tanto mayor será la eficiencia térmica del ciclo considerado.

Ello, conduciría, necesariamente a operar con presiones muy elevadas, así como a desplazamientos grandes del pistón, dentro del cilindro. Es decir, la alta eficiencia del Ciclo de Carnot exigiría maquinaria muy voluminosa y costosa.

Debido a estas dificultades y, al igual que sucede con el Ciclo de Carnot para Vapor (aunque por otras causas) el ciclo práctico no es posible de realizar.


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18 Mar 2008 10:03
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Nuevo mensaje Ciclo De Otto
CICLO DE OTTO
Es el empleado para aproximar el funcionamiento de un motor de combustión interna de encendido provocado (MEP) o de gasolina.
Adjunto:
otto.jpg

Nikolaus August Otto (Holzhausen, 14 de junio de 1832 - Colonia, 28 de enero de 1891), ingeniero alemán, co-inventor del motor de combustión interna.

Se trasladó a Francia, donde se interesó por las máquinas de gas del ingeniero e inventor francés Etienne Lenoir. Inició su carrera profesional como comerciante, aunque pronto la abandonó para dedicarse a la fabricación de máquinas motrices de combustión interna.

A pesar de no tener una formación técnica sólida, Otto fabricó su primera máquina en 1861. En 1864 fundó una empresa junto con el industrial alemán Eugen Langen. Cinco años más tarde, Otto abrió otra fábrica en Deutz, cerca de Colonia.

Realizó notables estudios sobre el motor de gas y en 1876 llevó a la práctica la construcción del motor de combustión interna de cuatro tiempos. De este modo creó una máquina motriz estática a partir de la cual desarrollaría el motor Otto. Éste se hizo famoso en todo el mundo como máquina para el accionamiento de vehículos, trenes, barcos y aviones. Este motor sirvió de base para la invención del motor diésel.

El Ciclo de Otto se muestra en los diagramas T - S y P - V de la figura.
Adjunto:
08 otto.jpg

Está constituido por los siguientes procesos reversibles:

Calentamiento a volumen constante 1 – 2.

Expansión isentrópica 2 – 3.

Enfriamiento a volumen constante 3 – 4.

Compresión isentrópica 4 – 1.

La eficiencia del Ciclo de Otto (como sucede con el Ciclo de Carnot para gas) crece al aumentar la relación de compresión, aunque en la práctica no se puede aumentar ésta por encima de cierto valor si no se quiere que tenga lugar el fenómeno de la detonación.

El Ciclo de Otto pose eficiencia térmica elevada aunque, en los motores reales la presión y temperatura máximas obtenidas son mucho más bajas que en el Ciclo teórico. La explicación descansa en el hecho de que el proceso de combustión es muy diferente del proceso ideal de calentamiento a volumen constante.


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18 Mar 2008 10:12
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Nuevo mensaje Ciclo De Diesel
CICLO DE DIESEL
Es el empleado para aproximar el funcionamiento de un motor de combustión interna de encendido por compresión (MEC). Los motores de automóvil que funcionan con gasóleo son un ejemplo.
Adjunto:
diesel.jpg

Rudolf Christian Karl Diesel (París, 18 de marzo de 1858 – Canal de la Mancha, 29 de septiembre de 1913) fue un ingeniero alemán inventor del motor de combustión de alto rendimiento que lleva su nombre, el motor diésel. Motor aplicable a la locomoción, presentado en la feria internacional de París como el primer motor que usa aceite mineral como combustible y posteriormente llamado "motor de combustión", posteriormente tomaría el nombre de su inventor.
Hijo de inmigrantes bávaros, nació en París. En 1870 la familia tuvo que abandonar Francia al estallar la guerra franco-prusiana, y Rudolf fue enviado a Augsburgo.

Discípulo del inventor de la nevera Carl von Linde a partir de 1875 en Múnich. Regresó a París como representante de la empresa de máquinas frigoríficas de su maestro.

Entre 1893 y 1897 construyó en MAN (perteneciente al grupo Krupp) el primer motor del mundo que quemaba aceite vegetal (aceite de palma) en condiciones de trabajo.

El Instituto de Ingenieros Mecánicos le concedió la Orden del Mérito por sus investigaciones y desarrollos sobre los motores con aceite de cacahuete, posteriormente usaron petróleo por ser más barato.

El ciclo considerado se muestra en los diagramas T - S y P - V de la figura.
Adjunto:
09 diesel.jpg

Está constituido por los siguientes procesos reversibles:

Calentamiento a presión constante 1 – 2.

Expansión isentrópica 2 – 3.

Enfriamiento a volumen constante 3 – 4.

Compresión isentrópica 4 – 1.

La eficiencia térmica de este ciclo, al igual que su homólogo (el de Otto) y su modelo ideal (el de Carnot) crece al aumentar la relación de compresión (o de presiones máxima y mínima, que se corresponde con la de volúmenes mínimo y máximo) dentro de la cámara formada por el pistón y las paredes del cilindro.

Al mismo tiempo, en el caso concreto de un Ciclo Diesel, existe un indicador adicional: la relación de volúmenes en los puntos 1 y 2 (momentos entre los cuales tiene lugar la inyección de combustible).

A esta relación se la conoce con el nombre de relación de fin de la inyección y la eficiencia térmica del Ciclo de Diesel aumenta cuando disminuye la relación de fin de la inyección.

Los motores que trabajan con Ciclos Diesel suelen tener eficiencias similares a los motores que trabajan con Ciclos Otto, aunque aquéllos tengan relaciones de compresión mayores, ya que la relación de fin de la inyección opera en contra de la eficiencia térmica en los motores diesel, debido a que siempre es mayor que la unidad.


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18 Mar 2008 10:20
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Nuevo mensaje Ciclo Dual
CICLO DUAL
La combustión de un motor real nunca se lleva a cabo completamente a volumen constante ni a presión constante.

Por este motivo, se ha desarrollado un ciclo conocido con el nombre de Ciclo Dual o De Presión Limitada, al objeto de aproximar mejor las condiciones reales de los motores de combustión interna.

Se muestra en los diagramas T - S y P - V de la figura y resulta de combinar los procesos que constituyen los Ciclos de Otto y de Diesel.
Adjunto:
10 dual.jpg

La característica distintiva que aporta este ciclo es que el calentamiento se efectúa en dos etapas: Primero, a volumen constante, en el proceso 1 – 2 y, después, a presión constante, en el proceso 2 – 3.

Ciertos investigadores han demostrado que, para el rango útil de relaciones combustible – aire, las mejores eficiencias térmicas que se pueden conseguir en un motor diesel real alcanzan entre el setenta y cuatro por ciento y el ochenta y cinco por ciento de la eficiencia térmica del Ciclo Dual.


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18 Mar 2008 10:24
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Nuevo mensaje Ciclo De Stirling
CICLO DE STIRLING
Una posible alternativa para el motor de combustión interna es el de combustión externa, conocido como motor Stirling.
Adjunto:
stirling.jpg

Robert Stirling: Religioso e ingeniero inglés, nacido en Cloag (Escocia) el 25 de octubre de 1790 y muerto en 1878, al que se atribuye la invención del motor de aire caliente, conocido también como motor Stirling.

El ciclo básico para este motor es el Ciclo de Stirling, mostrado en los diagramas T – S y P – V de la figura.
Adjunto:
13 stirling.jpg

Este ciclo se compone de dos procesos isotérmicos y dos procesos a volumen constante.

Mediante el empleo de un recuperador reversible (un dispositivo que almacena energía) es posible (teóricamente) recuperar, en el proceso de calentamiento a volumen constante (proceso 4 – 1 ) todo el calor cedido durante el proceso de enfriamiento a temperatura constante (proceso 2 – 3).

De esta manera, todo el calor recibido por la sustancia de trabajo a expensas de la fuente externa es a la temperatura TH y todo el calor sustraído de la sustancia por el foco frío es a la temperatura TL.

Esto significa que la eficiencia térmica del Ciclo de Stirling con recuperación perfecta es igual a la eficiencia de un Ciclo de Carnot, que trabaje en el mismo rango de temperaturas.

Si bien, no se ha logrado construir una máquina que trabaje de acuerdo con un Ciclo de Carnot, el Ciclo de Stirling se ha podido aproximar, mediante un sistema mecánico compacto que opera con una relación de presiones razonable.


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18 Mar 2008 10:29
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Nuevo mensaje Ciclo De Brayton
CICLO DE BRAYTON
Este ciclo constituye el fundamento (al igual que el Ciclo de Rankine, para máquinas de vapor) para las plantas generadoras (o motrices) que funcionan con turbinas de gas.

El ciclo se muestra en los diagramas T – S y P –V de la figura.
Adjunto:
14 brayton.jpg

Los procesos integrantes del ciclo son:

Dos procesos reversibles a presión constante y

Dos procesos isentrópicos.

A la vista de los diagramas, puede apreciarse que el trabajo neto del ciclo es función únicamente de las presiones, o, mejor dicho, de la relación de presiones o relación de compresión.

Por lo demás, se demuestra que dicha relación, a su vez, es función del rango de temperaturas máxima y mínima del ciclo, o sea, T2 y T4.

En la práctica, T2 se encuentra limitada por la temperatura soportable por los materiales constituyentes de las máquinas y dispositivos empleados (unos 900º C).

La otra temperatura, T4, queda limitada por la temperatura de la atmósfera.

Se han desarrollado dos tipos de plantas generadoras que utilizan turbinas de gas, basándose en el Ciclo de Brayton: Las que trabajan según un ciclo cerrado y las que operan a través de un ciclo abierto
Adjunto:
15 planta turbina gas ciclo cerrado.jpg

En el primer caso, se toma calor de una fuente externa y se rechaza hacia un sumidero también externo.

Este tipo es el utilizado por los sistemas que emplean un reactor nuclear.

El esquema correspondiente al ciclo abierto se muestra en la figura siguiente
Adjunto:
16 planta turbina gas ciclo abierto.jpg

En este caso, la energía proviene de un combustible que se inyecta en la cámara de combustión. Este es el tipo utilizado por una central de generación termoeléctrica (no nuclear).

De cualquier manera, aún suponiendo un compresor y una turbina reversibles, una parte sustancial del trabajo entregado por la turbina se gasta en hacer funcionar el compresor.

Esto quiere decir que la eficiencia de toda la instalación depende enormemente de las deficiencias del compresor y la turbina, sobre todo, las irreversibilidades que, irremediablemente conllevan la compresión y la expansión en una instalación real.


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Nuevo mensaje Ciclo De Brayton Con Recuperación
CICLO DE BRAYTON CON RECUPERACION
Se puede mejorar la eficiencia del ciclo sencillo para una turbina de gas, calentando el aire que sale del compresor, con el gas de escape de la turbina, mediante un cambiador de calor llamado recuperador.

En un caso ideal, el calor absorbido por el aire que sale del [i]compresor es idéntico al calor que ceden los gases de escape de la turbina[/i].
Adjunto:
17 brayton recuperacion perfecta.jpg

Deben matizarse dos aspectos, relacionados con esta variante del Ciclo de Brayton:

El Recuperador, en la práctica resulta costoso, voluminoso y pesado.

En términos prácticos, asimismo, no es posible obtener una recuperación perfecta, lo que se traduce en que la temperatura del aire que entra a la cámara de combustión es menor que la temperatura de los gases de escape de la turbina.

En la figura siguiente se muestra el esquema correspondiente al Ciclo de Brayton con recuperación parcial.
Adjunto:
18 brayton recuperacion parcial.jpg

Para poder aproximar los datos obtenidos en la realidad con el caso ideal de recuperación, se suele introducir un coeficiente de efectividad del recuperador, definido (para calores específicos constantes) como

(T7T1) / (T3 – T1).

Si no se cumple esta última condición (la de calores específicos constantes) en el ciclo considerado, el coeficiente deberá ser definido en base a las entalpías del ciclo:

(h7– h1) / (h3 – h1).


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(De la carta de Gaspar Melchor de Jovellanos a Lord Holland, 2 de febrero de 1810).


18 Mar 2008 10:45
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Nuevo mensaje Planta De Generación Combinada
PLANTA DE GENERACION COMBINADA
Hasta el momento, queridos amigos, hemos analizado sistemas e instalaciones que emplean solamente una sustancia de trabajo.

Existen sistemas en los que se utilizan dos tipos de sustancias de trabajo, operando (sin mezclarse) en una combinación de dos sistemas que comparten uno de los focos de calor: Lo que para uno es el foco frío, para el otro es el foco caliente.
Adjunto:
19 cogeneracion.jpg


A la vista del esquema, se entiende de inmediato que la eficiencia térmicadel sistema A (eA) vale

eA = WnetoA / Qent

La eficiencia térmica del sistema B será

eB = WnetoB / QentB = WnetoB / QsalA

Así:

WnetoA = eA · Qent

WnetoB = eB · QsalA

La eficiencia térmica del sistema combinado es

ecomb = (WnetoA + WnetoB) / Qent = (eA · Qent + eb · QsalA) / Qent

Pero QsalA = Qent – WnetoA. De esta manera

ecomb = eA + eB · (1 – eA)

Se puede tener una eficiencia térmica del 55% si eB = 40% y eA = 25%.

Un ejemplo, sería una central termoeléctrica de vapor de agua con gas. A la combinación de sistemas empleados en este tipo de instalaciones se le denomina Cogeneración.


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18 Mar 2008 10:57
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Nuevo mensaje Re: Ciclos
Muy estimados (y pacientes) compañeros y amigos:

Me da la impresión que, con lo visto hasta ahora, tenemos más que suficiente para poder acometer una ojeada a las máquinas que constituyen las plantas motrices utilizadas como propulsión a bordo de los buques que han sido, son y (probablemente) serán.

Por tanto, desde aquí, pasaremos a otro Tema, que denominaremos Máquinas Térmicas.

Un cordial y agradecido saludo.

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18 Mar 2008 11:09
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Traducción al español por Huan Manwë para phpbb-es.com