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ESTUDIOS PROFESIONALES PARA EJECUTIVOS - EPE

TERMODINMICA APLICADA ( II 05)TAREA 1

CICLO 2013-2-M2

Nombres :

Profesor : Ganoza Pia, Jose Javier

Seccin : B-61B

INSTRUCCIONES:

El trabajo se presentar en este formato. El desarrollo ser totalmente a mano. Las respuestas deben indicarse claramente y estar encerradas en un rectngulo. Todas las respuestas deben estar sustentadas. El orden y la calidad en la presentacin influyen en la calificacin. El puntaje est de acuerdo al cumplimiento de los criterios de evaluacin en la rbrica

de evaluacin anexada al final.

Fecha mxima de entrega:Mircoles 13 de noviembre a las 7 p.m.

NOTA: la PC1 inicia a las 8:00 pm del Mircoles 13 de noviembre.

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PREGUNTA 1

Considere una planta termoelctrica que quema carbn y que produce 300 MWde potencia elctrica. La planta opera en un ciclo Rankine simple ideal con

condiciones de entrada a la turbina de 8 MPa y 500C, y una presin delcondensador de 25 kPa. El carbn tiene un poder calorfico de 32 000 kJ/kg.Suponiendo que 75 por ciento de esta energa se transfiere al vapor de agua en lacaldera, y que el generador elctrico tiene una eficiencia de 96 por ciento,determine:

a) El flujo de vapor (kg/h)b) El consumo de carbn (kg/h)c) La eficiencia total de la planta (%)

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PREGUNTA 2

Considere una planta de vapor de agua que opera en un ciclo Rankine simple

ideal. La turbina desarrolla una potencia mecnica igual a 6500 kW. El vapor entra

a la turbina a 12.5 MPa y 500C; al condensador a 5 0 kPa y sale de l comolquido saturado. Se utiliza como combustible un carbn con poder calorfico igual

a 29 000 kJ/kg con eficiencia de 70%.

a) Calcule el flujo de vapor que sale de la caldera (kg/s).

b) Determine la potencia que consume la bomba (kW).

c) Determine el consumo de combustible (kg/h).

PREGUNTA 3

Una planta termoelctrica de vapor de agua opera en un ciclo Rankine ideal, entre

los lmites de presin de 10 kPa y 10 MPa, con una temperatura de entrada a la

turbina de 600oC. La tasa de transferencia de calor en la caldera es 800 kJ/s.

Determine:

a) Un esquema del ciclo, mostrando los datos. (1 p)b) El flujo de vapor que sale de la caldera (el mismo por todo el ciclo). (2 p)c) La potencia neta entregada por el ciclo. (3 p)d) La temperatura del agua que sale del condensador. (1 p)

Respuesta en kg / s:

Flujo de vapor=

Respuesta en kW:

Potenciabomba =

Respuesta en kg / h:

Consumo comb.=

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PREGUNTA 4

Considere la planta de vapor simple que se muestra, turbina y bomba adiabticas

y los datos de la tabla:

Ubicacin de medidores Presin Temperatura o calidad

1 Salida de la caldera 20 kgf / cm2 (20 bar) 350 C

2 Entrada de la turbina 18 kgf / cm2 (18 bar) 300 C

3 Salida de la turbina y

entrada al condensador

0.15 kgf / cm2 (15 kPa) 90 %

4 Salida del condensador yentrada a la bomba 0.10 kgf / cm

a

40 C

Trabajo de la bomba = 8 kJ/kgm

Determine las cantidades siguientes por kgm del fluido a travs de la planta:

a. Trabajo de la turbina ( turb).b. Transmisin de calor en el condensador.c. Transmisin de calor en la caldera (q cald).d. Eficiencia trmica real del ciclo.

Caldero

Turbina

Condensador

Bomba

1

2

3

4

5Q v.c.

W v.c.

Respuesta en kJ/kg:

turb=

Respuesta en kJ/kg:

3Q4=

Respuesta en %:

Eficiencia=

Respuesta en kJ/kg:

5Q1=

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APNDICE:

1 kcal = 427.1 kgf x m = 3.98 BTU = 4.186 kJ.

1 kW-h = 860.4 kcal

1 BTU = 778.26 lbf x pie (unidad trmica britnica)

1HP = 76.04 kgf x m /seg = 641.2 kcal / hr = 746 W

1 HP = 550 lbf x pie / seg = 2 545 BTU /hr

Primera Ley de la Termodinmica aplicada a un sistema cerrado:

Primera Ley de la Termodinmica aplicada a un sistema abierto o volumen de control:

..

Qvc+ m. [h i+ Vi2/ 2 + Zi. g ] = m.[h e+ Ve

2/ 2 + Ze. g ] + Wvc

1Q2= U2 U1+ m . (V22 V1

2) + m . g (Z2 Z1) + 1W2

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