MQUINA TRMICA
Es un aparato que opera continuamente o cclicamente y ejecuta
una cierta cantidad de trabajo como resultado de la transferencia
de calor de una fuente de alta temperatura a otra de temperatura
baja. La mquina trmica permite obtener un sistema que opera en un
ciclo con un trabajo positivo y una transmisin de calor
positiva.
Fig. 2.21. Mquina Trmica.
La Figura 2.21 corresponde a un esquema de la central elctrica
de vapor la cual se encaja en la definicin de mquina trmica. El
esquema es bastante simplificado y el estudio de las centrales
elctricas de vapor reales, se estudia en el punto correspondiente
al ciclo Rankine. Las diferentes cantidades que muestra la Figura
2.21 son:QH:cantidad de calor suministrada al vapor en la caldera
desde una fuente de alta temperatura (quemador de la
caldera)QL:cantidad de calor liberado del vapor en el condensador
en un sumidero de baja temperatura (agua de
enfriamiento)WT:cantidad de trabajo entregado por el vapor cuando
se expande en la turbina.WB:cantidad de trabajo requerido para
comprimir el agua a la presin de la caldera.
EFICIENCIA TRMICA
Es la medida del rendimiento de una mquina trmica y se define
como la relacin entre el trabajo neto obtenido y el calor
suministrado al fluido de trabajo
como la suma de los calores es igual a la suma de los trabajos
para un sistema que efecta un ciclo, el trabajo neto se puede
expresar como:
TAREA 1CENTRAL ELECTRICA
Esta entrada muestra el diagrama de flujo de una central
elctrica de ciclo combinado destinada para la generacin de
electricidad. Estas centrales se han puesto de moda debido a que se
mejora la eficiencia total de la instalacin debido a reuso de calor
proveniente de los gases de combustin, y que antiguamente se iba
hacia la atmsfera.El proceso inicia en la turbina de gas, con la
compresin de aire, luego la combustin y la expansin en la turbina
de gas de donde se obtiene electricidad por el accionamiento del
generador respectivo. Luego los gases de combustin, pasan a una
caldera en donde se genera vapor de agua (hay aplicaciones con
otros fluidos operantes) el cual ingresa a una turbina de vapor en
donde se expande y entrega trabajo que sirve para accionar el
generador de electricidad respectivo. El calor residual es
condensado por enfriamiento en el condensador y el fluido reinicia
el ciclo.Eficiencias del 50% y creo que algo mas han sido obtenidas
mediante este mecanismo. Las mejoras van en el diseo de la turbina
de gas, se estn consiguiendo que se trabaje a mayor tempearatura
con materiales destinados a los labes de ltima generacin, lo mismo
decir para la turbina de vapor.Estos sistemas tambien se pueden
simular en Matlab/Simulink, para lo cual, obviamente, debes tener
todo el material matemtico que describa cada uno de los
procesos.
