Ciclo Brayton Con Interenfriamiento

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MAQUINAS Y EQUIPOS TERMICOS II

PROFESOR: ING. MIGUEL ANGEL CHOY ROMERO

ALUMNO: MAYNOR AMILCAR LOPEZ JIMENEZ

CARRERA: ING. ELECTROMECANICA

INVESTIGACIÒN: CICLO BRAYTON CON INTERENFRIAMIENTO

20 DE OCTUBRE DEL 2017

CICLO CON ENFRIAMIENTO INTERMEDIO DEL AIRE. Con este método lo que hacemos comprimir los gases de admisión en dos etapas con una refrigeración intermedia, para sacar parte del calor que han adquirido en la primera etapa de compresión. La representación de estos procesos se muestra en la siguiente figura:

Figura 5. Ciclo Brayton con enfriamiento del aire. De la secuencia anterior, es claro que el trabajo que debe realizar el compresor para elevar la presión desde el estado 1 hasta el estado 2’ sin enfriador, es mayor que el trabajo que deben hacer los compresores con la misma eficiencia para elevar la presión del aire desde el estado 1 al 2 y del estado 3 al 4 con un enfriador de aire intermedio. Esta disminución en el trabajo total de compresión se debe a que las líneas de presión divergen hacia la derecha del gráfico T-s. Se ha demostrado que el trabajo de compresión con enfriador es menor cuando la relación de presiones en las dos etapas es igual (P4/P3)= (P2/P1) y la temperatura de entrada a la segunda etapa de compresión (T3) es igual a la temperatura de entrada a la primera etapa de compresión (T1). Al tener un menor trabajo de compresión, el trabajo neto del ciclo con enfriador será mayor que el trabajo neto del ciclo sin enfriador, siendo: Wnet (sin enfriado) = Cpg (T5 – T6) – Cpa (T2’ – T1) Wnet (con enfriado) = Cpg (T5 – T6) – Cpa ((T2 – T1) + (T4 – T3)) Como, Cpa ((T2 – T1) + (T4 –T2)) < Cpa (T2’ – T1)

Entonces, Wnet (sin enfriador) < Wnet (con enfriador) Por otro lado, se requiere suministrar una mayor cantidad de calor al ciclo con enfriador para aumentar la temperatura desde (T4) hasta (TS) que en el ciclo sin enfriador, donde únicamente es necesario elevar la temperatura desde (T2’) hasta (TS).

Figura 6. Diagrama T-s del ciclo termodinámico de las turbinas de gas con enfriamiento de aire. En el diagrama T-s, puede apreciarse que la cantidad de calor adicional agregada al sistema, es mayor que la equivalente en calor del trabajo ahorrado por el compresor cuando trabaja con el enfriador de aire y por lo tanto la eficiencia térmica del ciclo con enfriador será menor que sin enfriador. ηter (sin enfriador) > η ter (con enfriador)

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