SOLUCIÓN DE EJERCICIOS
TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN
SOLUCIÓN PROBLEMA 9-219 TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES
9-219 Desde que Aegidius Elling, de Noruega, la introdujo en 1903, la inyección de vapor de agua entre la cámara de combustión y la turbina se usa incluso en algunas turbinas modernas de gas que están actualmente en operación, para enfriar los gases de combustión a una temperatura metalúrgicamente segura, al mismo tiempo que aumenta el flujo másico a través de la turbina. Actualmente hay varias plantas de turbina de gas que usan inyección de vapor de agua para aumentar la potencia y mejorar la eficiencia térmica. Considere una planta de generación eléctrica de turbina de gas cuya relación de presión es 8. Las eficiencias isentrópicas del compresor y de la turbina son 80 por ciento, y hay un regenerador con una efectividad de 70 por ciento. Cuando el flujo másico de aire a través del compresor es de 40 kg/s, la temperatura a la entrada de la turbina se vuelve 1.700 K. Pero la temperatura de entrada a la turbina está limitada a 1.500 K, y por lo tanto se está considerando la inyección de vapor de agua a los gases de combustión. Sin embargo, para evitar las complicaciones relativas a la inyección de vapor, se propone usar aire en exceso (es decir, admitir mucho más aire que el que se necesita para llevar a cabo la combustión) para bajar la temperatura de combustión y, por lo tanto, la temperatura de entrada a la turbina, al mismo tiempo que se aumenta el flujo másico y por lo tanto la producción de potencia de la turbina. Evalúe esta propuesta, y compare el desempeño termodinámico de una planta de generación eléctrica de turbina de gas de “alto flujo de aire” con el de una de “inyección de vapor de agua”, en las siguientes condiciones de diseño: el aire ambiente está a 100 kPa y 25 °C, hay disponible suministro adecuado de agua a 20 °C y la cantidad de combustible suministrado a la cámara de combustión permanece constante.
Solución:
Solución 1: Canal
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