Universidad Autnoma de Nuevo LenFacultad de Ciencias QumicasIngeniero Qumico

Termodinmica de los procesos

Diseo de una turbina

Profesor Rubn Morones Ramrez

Integrantes:Mario Adolfo Esparza Briones 1477594Selene Hernndez Hernndez1518613Alexis Alan Rodrguez Cordero1559810

San Nicols De los Garza, Nuevo Len a 4 de junio de 2015

Una industria qumica requiere de 8.5 W para que funciones sus equipos electrnicos para producir sus productos.Se nos pidi disear una turbina que produzca esta potencia para posteriormente convertirle en energa elctrica.

Diseo de una turbina de gas de 8.5 MWPara fines del proyecto nos limitaremos solo a las especificaciones termodinmicas de la turbina sin considerar materiales y costos, as como tambin descartar compresores y toberas.

Diseo termodinmico Para el proyecto se consultaron varias turbinas existentes en el mercado. Tomamos el cp variable para el proceso. La turbina se considera adiabtica. Se utilizara el metano como gas para el proceso.

En nuestra investigacin encontramos que algunas de las turbinas que producan esta cantidad de trabajos tenan presiones de entrada que oscilaban los 65 bar, temperaturas inciales de 480 C y en sus condiciones de salida haba una presin de 10 bar y una temperatura de 340C.Condiciones finalesCondiciones inciales

Presin 65 bar10 bar

Temperatura 480C340C

Calcularemos la eficiencia de la turbina y el flujo msico que se requiere.Como estamos considerando un proceso adiabtico, tambin es un proceso isentropico por lo tanto: = [In] + [In = 0T2 = T1 expDonde T2 no es la temperatura final del proceso, sino que es la temperatura al final cuando la expansin es isentrpica. = A

Los parmetros para la capacidad calorfica del metano son:A= 1.702, B= 9.081X10-3, C=-2.164X10-6Comenzando con la iteracin para calcular T2 y CP/R, desde =1.Iteracin hasta que el valor de la temperatura isentrpica converge en menos del 0.5 %.iViVi+1% de error

0753.15 k250.76 k 200

1250.76 k530.96 k52.77

2530.96 k566.99 k6.35

3566.99 k570.06 k0.5

Tras la iteracin se encontraron:CP/R = 6.7203T2 = 570.06 KDespus calculamos la entalpia cuando la expansin es isentrpica:s = CP[T2 T1]s = (6.7203)(8.314 J/mol k) [570.06k 753.15k]s = -10229.7 J/molPosteriormente calculamos la entalpia real del proceso = CP[T2 T1] = (6.7203)(8.314J/mol k)[613.15k 753.15k] = -7822.16 J/mol Y con la entalpia isentrpica y la entalpia real del proceso calculamos la eficiencia de la turbina = =

= 0.76

Esta sera la eficiencia de nuestra turbina.

Y para calcular el flujo msico de los productos de combustin que requiere nuestra turbina se tiene que:

s = =

=

= 1086.66 mol/s