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Ciclos BRAYTONCiclos BRAYTONTercera parteTercera parteMartes 04 de Febrero 2013Martes 04 de Febrero 2013FIME ‐ TERMODINAMICA II – Verano 2014FIME ‐ TERMODINAMICA II – Verano 2014  I  Ing° ng° SamuSamuel el Silva Silva B. B. ‐ ‐ Ing. Ing. OscaOscar Cr Crisosrisostomo tomo G.Facultad de Inge...

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Facultad de Ingeniería Mecá Mecáni nica ca - En Ener ergí gía a

Ciclos BRAYTON Tercera parte Martes 04 de Febrero 2013

Ciclo Brayton con interenfriamiento, reclaentamiento y

14. En un ciclo ideal de turbina de gas con interenfriamiento, recalentamiento y regen aumentar el número de etapas de compresión y expansión, la eficiencia térmica del ci 100 por ciento, b) la eficiencia del ciclo de Otto, c) la eficiencia del ciclo de Carnot.

Ciclo Brayton con interenfriamiento, reclaentamiento y

15. Considere un ciclo ideal de turbina de gas con dos etapas de compresión y dos etap expansión. La relación de presiones a través de cada etapa del compresor y de la turbin entra a cada etapa del compresor a 300 K, y a cada etapa de la turbina a 1.200 K. Deter relación del trabajo de retroceso y la eficiencia térmica del ciclo, suponiendo que a) no regenerador y b) se usa un regenerador con efectividad de 75 por ciento. Use calores e variables.

Ciclo Brayton con interenfriamiento, reclaentamiento y 16. Una turbina de gas tiene dos etapas de compresión ideal, expansión ideal, intere recalentamiento. El aire entra al primer compresor a 13 psia y 60 °F; la relación total través de todos los compresores) es 12; la tasa total de adición de calor es 500 Btu/s temperatura del aire frío se aumenta en 50 °F en el regenerador. Calcule la potencia cada turbina, la potencia consumida por cada compresor y la tasa de rechazo de calo específicos constantes a temperatura ambiente.

Ciclo Brayton con interenfriamiento, reclaentamiento y

17. Entra aire a una turbina de gas con dos etapas de compresión y dos etapas de exp kPa y 17 °C. El sistema usa un regenerador, así como recalentamiento e interenfriami relación de presiones a través de cada compresor es 4; se agregan 300 kJ/kg de calor cada cámara de combustión, y el regenerador opera perfectamente al aumentar la te del aire frío en 20 °C. Determine la eficiencia térmica de este sistema. Suponga opera isentrópicas para todas las etapas de compresor y de turbina, y use calores específico a temperatura ambiente.

Ciclo Brayton – R

18. Un ciclo Brayton con una relación de presiones de 12 opera con aire que entra a 13 psia y 20 °F, y a la turbina a 1 000 °F. Calcule el trabajo neto específico produ ciclo, tratando el aire como gas ideal con a) calores específicos constantes a temp ambiente y b) calores específicos variables.

Ciclo Brayton – R

19. Considere un ciclo Brayton ideal simple que opera entre los límites de temperatur 1.500 K. Usando calores específicos constantes a temperatura ambiente, determine la presiones para la cual son iguales las temperaturas de salida del compresor y la turbin

Ciclo Brayton – R

20. Considere un ciclo Brayton ideal simple con aire como fluido de trabajo. La relació presiones del ciclo es 6, y las temperaturas mínima y máxima son 300 y 1.300 K. Aho duplica la relación de presiones sin cambiar las temperaturas mínima y máxima del c Determine el cambio en a) la producción neta de trabajo por unidad de masa y b) la e térmica del ciclo como resultado de esta modificación. Suponga calores específicos v para el aire.

Ciclo Brayton – R

21. Un ciclo de turbina de gas con regeneración opera con dos etapas de compresión expansión. La relación de presiones a través de cada etapa de compresor y de turbin entra a cada etapa del compresor a 300 K, y a cada etapa de la turbina a 1.400 K. Las compresor y de turbina son 78 y 86 por ciento, respectivamente, y la efectividad del 75 por ciento. Determine la relación del trabajo de retroceso y la eficiencia térmica suponiendo calores específicos constantes para el aire a temperatura ambiente.

Ciclo Brayton – R

22. Considere un ciclo ideal de turbina de gas con una etapa de compresión y dos e expansión y regeneración. La relación de presiones a través de cada etapa de turbi misma. Los gases de escape de la turbina de alta presión entran al regenerador y lu la turbina de baja presión para expansión a la presión de entrada del compresor. D eficiencia térmica de este ciclo como función de la relación de compresión del com relación de temperatura de entrada a la turbina de alta presión a la temperatura d compresor. Compare su resultado con la eficiencia del ciclo regenerativo estándar

Ciclo Brayton – R 23. Una planta de turbina de gas opera en el ciclo Brayton regenerativo con dos etapa recalentamiento y dos etapas de interenfriamiento entre los límites de presión de 100 kPa. El fluido de trabajo es aire. El aire entra a la primera y a la segunda etapas del com 300 K y 350 K, respectivamente, y a la primera y segunda etapas de la turbina, a 1 400 respectivamente. Suponiendo que tanto el compresor como la turbina tienen una efic isentrópica de 80 por ciento y que el regenerador tiene una efectividad de 75 por cien calores específicos variables, determine a) la relación del trabajo de retroceso y la pro de trabajo, b) la eficiencia térmica y c) la eficiencia según la segunda ley del ciclo. Tam determine d) las exergías en las salidas de la cámara de combustión (estado 6) y el reg (estado 10).

Ciclo Brayton – R

Ciclo Brayton – R

24. Compare la eficiencia térmica de la turbina de gas de dos etapas con regeneración recalentamiento e interenfriamiento a la de una turbina de gas de tres etapas con el m equipo cuando a) todos los componentes operan idealmente, b) el aire entra al prime a 100 kPa y 10 °C, c) la relación total de presiones a través de todas las etapas de com es 16 y d) la temperatura máxima de ciclo es 600 °C

Ciclo Brayton – R 25. Las necesidades de electricidad y calor de una planta se deben satisfacer mediante una fábr consiste en una turbina de gas y un intercambiador de calor para la producción de vapor de agu opera en un ciclo Brayton simple entre los límites de presión de 100 y 1.000 kPa con aire como f trabajo. El aire entra al compresor a 20 °C. Los gases de combustión salen de la turbina y entran intercambiadorde calor a 450 °C, y salen del intercambiador de calor a 325 °C, mientras el agua l intercambiador de calor a 15 °C y sale a 200 °C como vapor saturado. La potencia neta producid de turbina de gas es de 1 500 kW. Suponiendo una eficiencia isentrópica del compresor de 86 p eficiencia isentrópica de la turbina de 88 por ciento, y usando calores específicos variables, dete flujo másico de aire, b) la relación del trabajo de retroceso y la eficiencia térmica y c) la tasa de p vapor de agua en el intercambiador de calor. También determine d) la eficiencia de utilización d cogeneración, definida como la relación de la energía total utilizada a la energía suministrada a l

Ciclo Brayton – R...