2.- A qué se considera como eficiencia en las máquinas? Considera un proceso (no un ciclo) y compara la trayectoria real con la isentrópica
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- Pascual Roldán Venegas
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1 CUESTIONARIO UNIDAD Qué es la eficiencia? Es la relación entre la energía útil y la energía invertida 2.- A qué se considera como eficiencia en las máquinas? Considera un proceso (no un ciclo) y compara la trayectoria real con la isentrópica 3.-Define la eficiencia de un ciclo Compara la entrega total del ciclo deseada con la demanda requerida 4.-Menciona las causas de las divergencias entre un ciclo real e ideal Pérdidas por fricción Pérdidas de calor Irreversibilidades en las bombas y turbinas 5.- Describe las irreversibilidades en las bombas y turbinas En las turbinas y bombas existen variaciones de entropía entre la entrada y salida, originando la disminución en el trabajo entregado por la turbina y incremento del trabajo suministrado a la bomba 6.- Cómo se define el rendimiento adiabático de una turbina? 7.- Qué es el ciclo Rankine? η turbina = w a, real w s, ideal El ciclo de Rankine es un ciclo termodinámico que tiene como objetivo la conversión de calor en trabajo, constituyendo lo que se denomina un ciclo de potencia. 8.- Cuál es el objetivo del ciclo Rankine? La conversión de calor en trabajo 9.- Cómo funciona el ciclo Rankine? Utiliza un fluido de trabajo que alternativamente evapora y condensa 10.- Cómo está formado el diagrama T-S en un ciclo Rankine ideal? Por cuatro procesos: dos isobaricos y dos isoentrepicos
2 11.- Cuáles son los estados principales del ciclo en el diagrama T-S? vapor sobrecalentado mezcla bifásica de título elevado o vapor húmedo líquido saturado líquido subenfriado 12.- para qué sirve la caldera en el ciclo Rankine? Es el dispositivo mediante el cual se añade calor al fluido y el mismo, no efectúa trabajo para realizar esta labor 13.- Qué es una turbina de vapor? Es una máquina térmica de combustión externa, que transforma la energía cinética del vapor en energía mecánica 14.- Menciona las aplicaciones de una turbina de vapor. En la industria, las turbinas de vapor se utilizan sobre todo en compresores y bombas La aplicación más importante se da en las centrales eléctricas 15.- Dibuje el diagrama del ciclo Rankin ideal Mencione cinco componentes de una turbina de vapor. Ventilador Compresor de alta presión Compresor de baja presión Eje de alta presión Eje de baja presión
3 17.- Cuales son los dos tipos de flujos con que trabajan las turbinas de vapor? Flujo axial Flujo radial 18.- Cuál es la clasificación de las turbinas de vapor? Aprovechamiento de la energía contenida en el flujo de vapor El número de etapas La dirección del flujo de vapor Si existe o no extracción de vapor La presión de salida del vapor 19.- Cuáles son las dos componentes fundamentales de una turbina de vapor de acción? Un distribuidor fijo Una corona móvil 20.- Menciona las características de una turbina de vapor mono etapa. Son de simple construcción Son más seguras menores costos de instalación y mantenimiento 21.- Cuál es la característica principal de una turbina de contrapresión? La presión del vapor a la salida de la turbina es superior a la atmosférica 22.- Para qué sirven las toberas en una turbina de vapor Alimentan el vapor a la turbina y los distribuyen de manera correcta 23.- cual es la función principal de una turbina de vapor Es aumentar la potencia sin aumentar el caudal, ni el tamaño de la máquina ni del generador de vapor Menciona los tipos de escalonamientos utilizados en las turbinas de vapor
4 -de presión (RATEAU) - de velocidad (CURTIS) 25.-Menciona en que ciclo funciona la turbina de vapor: - ciclo rankine 26.- Cuáles son las tres formas para mejorar la eficiencia del ciclo Rankine? Sobrecalentamiento de vapor a la entrada de la turbina Recalentamiento entre etapas de turbina Regeneración del agua de alimentación 27.- Cuál es el propósito de eficientar el ciclo Rankine? El propósito es aumentar el salto entálpico entre las etapas 1 y 2, es decir, el trabajo entregado a la turbina Mencione un efecto muy conveniente en el método por sobrecalentamiento. Disminuye el contenido de humedad del vapor a la salida de la turbina En qué consiste el mejoramiento de eficiencia por recalentamiento? Consiste en aumentar la presión de operación en la caldera Cómo se consigue eficientar el proceso del ciclo Rankine? Aumentando la temperatura del fluido durante la adición de calor pero bajándola lo máximo posible durante el rechazo del mismo Describa como se compone el ciclo rankine? 1-2 Compresión isentrópica en una bomba 2-3 Adición de calor a presión constante en una caldera 3-4 Expansión isentrópica en una turbina 4-1 Rechazo de calor a presión constante en un condensador 32.- Cuáles son los componentes del ciclo rankine La bomba, la caldera, la turbina y el condensador
5 33. Dibuje el diagrama t-s de ciclo rankine 34.- Cuáles son las causas por las cuales el ciclo sufre irreversibilidades? R= La fricción del fluido y las pérdidas de calor hacia los alrededores son las dos fuentes más comunes 35.- Dibuja un diagrama del funcionamiento de una central eléctrica
6 36.- Por qué sobrecalentar el vapor a altas temperaturas, no es una solución para mejorar la eficiencia? No es una solución viable ya que requiere elevar la temperatura del vapor hasta niveles metalúrgicamente inseguros. Estas altas temperaturas dañarían las propiedades de los materiales de la turbina y acortarían 37.- Para que se utiliza un ciclo rankine con recalentamiento? El recalentamiento es una solución práctica al problema de humedad excesiva en turbinas, aumento de la presión en la caldera, el rendimiento y la potencia de la turbina Describa el proceso del ciclo rankine con recalentamiento: 3-4 Expansión isoentrópica en el cuerpo de alta presión en la turbina 4-5 suministro de calor a presión constante en el recalentador. 6-1 sede calor a presión constante en un condensador 39.- Donde se utiliza el doble recalentamiento? El doble recalentamiento se utiliza solamente en centrales eléctricas de presión supercrítica (P > MPa). Mejorando en un 4% a 5% la eficiencia de estas Usando un diagrama T-s indique los puntos del ciclo rankine con recalentamiento:
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