SOLUCIÓN DE EJERCICIOS

TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN

SOLUCIÓN PROBLEMA 9-182 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES

9-182 Las necesidades de electricidad y calor de una planta se deben satisfacer mediante una fábrica que consiste en una turbina de gas y un intercambiador de calor para la producción de vapor de agua. La planta opera en un ciclo Brayton simple entre los límites de presión de 100 y 1.000 kPa con aire como fluido de trabajo. El aire entra al compresor a 20 °C. Los gases de combustión salen de la turbina y entran al intercambiador de calor a 450 °C, y salen del intercambiador de calor a 325 °C, mientras el agua líquida entra al intercambiador de calor a 15 °C y sale a 200 °C como vapor saturado. La potencia neta producida por el ciclo de turbina de gas es de 1 500 kW. Suponiendo una eficiencia isentrópica del compresor de 86 por ciento y una eficiencia isentrópica de la turbina de 88 por ciento, y usando calores específicos variables, determine a) el flujo másico de aire, b) la relación del trabajo de retroceso y la eficiencia térmica y c) la tasa de producción de vapor de agua en el intercambiador de calor. También determine d) la eficiencia de utilización de la planta de cogeneración, definida como la relación de la energía total utilizada a la energía suministrada a la planta. a) Trace los diagramas P-v y T-s para este ciclo.
b) Obtenga una expresión para la eficiencia térmica del ciclo como función de k, r y rp.
c) Evalúe el límite de la eficiencia cuando r p tiende a la unidad.

Solución:

Solución 1: Canal

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