Instituto Politcnico Nacional Escuela Superior de Ingeniera
Qumica e Industrias Extractivas Integrantes del equipo: Rodrguez
Valdez Dagoberto Docente: MECNICA EXPOSICIN: CICLO RANKINE
6PV61
FECHA:18/05/2015
Instituto Politcnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniera Qumica e Industrias
Extractivas
Integrantes del equipo: Rodrguez Valdez Dagoberto medina
bautista Yak Leonardo
Docente: higinio fras ros MATERA: INGENIERA MECNICA
EXPOSICIN: CICLO RANKINE
3PV61Ciclo de Rankine. Es un ciclo termodinmico que tiene como
objetivo la conversin decalor en trabajo, constituyendo lo que se
denomina un ciclo de potencia. Como cualquier otro ciclo
depotencia, su eficiencia est acotada por la eficiencia
termodinmica del idealCiclo de Carnot. Debe su nombre a su
desarrollador, el ingeniero y fsico escocsWilliam John Macquorn
Rankine.Ciclo Rankine
El ciclo Rankine es un ciclo de potencia representativo del
proceso termodinmico que tiene lugar en una central trmica devapor.
Utiliza un fluido de trabajo que alternativamente evapora y
condensa, tpicamente agua .
Ciclo Rankine
El vapor de agua es producido en una caldera a alta presin para
luego ser llevado a una turbina donde se expande para generar
trabajo mecnico en su eje .El vapor de bajapresinque sale de la
turbina se introduce en un condensador, equipo donde el vapor
condensa y cambia al estado lquido .Posteriormente, una bomba se
encarga de aumentar la presin del fluido en fase lquida para volver
a introducirlo nuevamente en la caldera, cerrando de esta manera el
ciclo.Ciclo Rankine
Ciclo Rankine
La bomba y la turbina son los equipos que operan segn procesos
isoentrpicos. La caldera y el condensador operan sin prdidas de
carga y por tanto sin cadas de presin. Los estados principales del
ciclo quedan definidos por los nmeros del 1 al 4 en el diagrama T-S
(1:vapor sobrecalentado; 2: mezcla bifsica de ttulo elevado o vapor
hmedo; 3: lquido saturado; 4:lquido sub-enfriado). Ciclo
Rankine
PROCESO DIAGRMA T vs S Alta valor del calor latente de
vaporizacin a la temperatura a que ocurre la vaporizacin.Bajo valor
de la capacidad calorfica del lquido.Temperatura crtica superior a
la temperatura de funcionamiento ms alta.No tener un valor
demasiado alto de presin de vapor a la mxima temperatura de
funcionamiento.Tener un valor de presin de vapor superior a la
presin atmosfrica para las temperaturas inferiores de
funcionamiento.Bajo valor del volumen especfico a las temperaturas
inferiores de funcionamiento.Estar en estado lquido a la presin
atmosfrica y a la temperatura ambiente.Poca variacin de la Entropa
con la presin.Alto valor de conductividad trmica.Ser barato,
estable, abundante, no inflamable, no explosivo, no corrosivo y no
venenoso.
Ciclo Rankine
La idea para mejorar un ciclo rankine es aumentar el salto
entlpico entre 1 y 2, es decir, el trabajo entregado a la turbina.
Las mejoras que se realizan de forma habitual en centrales trmicas
(tanto de carbn, como ciclos combinados o nucleares) son:
Ciclo Rankine
Reduccin de la presin del condensador: En este procedimiento se
disminuye automticamente la temperatura del condensador otorgando
un mayor trabajo a la turbina, una disminucin del calor rechazado.
La desventaja es que la humedad del vapor empieza a aumentar
ocasionando erosin en los alabes de la turbina.
Aumentar la presin de la caldera para una temperatura fija: Al
aumentar la presin aumenta la temperatura a la cual se aade calor
aumentando el rendimiento de la turbina por ende la del ciclo. La
desventaja es la humedad excesiva que aparece.
Ciclo Rankine
Sobrecalentar la temperatura de entrada de la turbina: se
procede a recalentar el vapor a altas temperaturas para obtener un
mayor trabajo de la turbina, tiene como ventaja que la humedad
disminuye. Este aumento de la temperatura est limitado por los
materiales a soportar altas temperaturas.
Recalentamientos intermedios del vapor, escalonando su expansin.
Esto es, tener varias etapas de turbina, llevando a condiciones de
sobrecalentamiento mediante re calendatores (Moisture Steam
Reheaters en el caso de centrales nucleares) y de economizador.
Este escalonamiento de la expansin da lugar a los cuerpos de alta,
media y baja presin de turbina.
Ciclo Rankine
El recalentamiento es un procedimiento mediante el cual no
solamente puede lograrse un ligero aumento de la eficiencia
termodinmica de un ciclo de Rankine, sino tambin una reduccin del
grado de condensacin en las turbinas. El ciclo con recalentamiento
en su forma ms simple consiste en permitir que el vapor de la
caldera inicialmente sobrecalentado, se expanda primero en una
turbina de alta presin hasta una presin a la cual apenas comience
la condensacin, luego volver a calentar el vapor mediante un
proceso a presin constante, en un equipo llamado recalentador
(generalmente un haz de tubos en el interior de horno de la
caldera) y finalmente expandirlo hasta la presin del condensador en
una turbina de baja presin
Ciclo Rankine
El recalentamiento es un procedimiento mediante el cual no sala
mente puede lograrse un ligero aumento de la eficiencia
termodinmica de un ciclo de Rankine, sino tambin una reduccin del
grado de condensacin en las turbinas. El ciclo con recalentamiento
en su forma ms simple consiste en permitir que el vapor de la
caldera inicialmente sobrecalentado, se expanda primero en una
turbina de alta presin hasta una presin a la cual apenas comience
la condensacin, luego volver a calentar el vapor mediante un
proceso a presin constante, en un equipo llamado recalentador
(generalmente un haz de tubos en el interior de horno de la
caldera) y finalmente expandirlo hasta la presin del condensador en
una turbina de baja presin
Ciclo Rankine
Todos los procesos reales tienen alguna irreversibilidad, ya sea
mecnica por rozamiento, trmica o de otro tipo. Sin embargo, las
irreversibilidades se pueden reducir, pudindose considerar
reversible un proceso cuasiesttico y sin efectos disipativos. En un
ciclo ms realista que el ciclo Rankine ideal descrito, los procesos
en la bomba y en la turbina no seran exactamente isoentrpicos y el
condensador y la caldera presentaran prdidas de carga. Todo ello
generara una reduccin del rendimiento trmico del ciclo. El
rendimiento isoentrpico de la turbina, que representa el grado de
alejamiento de una turbina respecto al proceso ideal isoentrpico,
jugara un papel principal en las desviaciones al ciclo ideal y en
la reduccin del rendimiento. El rendimiento isoentlpico de la bomba
y las prdidas de carga en el condensador y la caldera tendran una
influencia mucho menor sobre la reduccin de rendimiento del
ciclo.
Ciclo Rankine
Ciclo Rankine
Ciclo Rankine
*http://www.ecured.cu/index.php/Ciclo_de_Rankine*http://www.uhu.es/gabriel.lopez/comun/pract_Rankine.pdf
