GENERACIÓN TERMOELÉCTRICA. Cálculo de la toma de las extracciones de un ciclo de vapor

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1 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO ÍNDIC D MTRIS CÁLCULO D LOS PUNTOS D TOM D LS XTRCCIONS PR QU L MJOR DL RNDIMINTO DL CICLO RGNRTIVO S MÁXIM. MJOR N L CONSUMO CLORÍFICO D UN CICLO N FUNCIÓN DL CLNTMINTO DL GU D LIMNTCIÓN, PRODUCIDO POR UN XTRCCIÓN.... MJOR N L CONSUMO CLORÍFICO D UN CICLO, N FUNCIÓN DL CLNTMINTO DL GU D LIMNTCIÓN PRODUCIDO POR DOS XTRCCIONS.... MJOR N L CONSUMO CLORÍFICO D UN CICLO N FUNCIÓN DL CLNTMINTO DL GU D LIMNTCIÓN PRODUCIDO POR VRIS XTRCCIONS MÉTODO GRÁFICO D CÁLCULO D LS CRCTRÍSTICS QU D D RUNIR L VPOR N LOS PUNTOS D XTRCCIÓN CSO D UN TURIN CON RCLNTDOR... INDIC

2 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO CÁLCULO D LOS PUNTOS D TOM D LS XTRCCIONS PR QU L MJOR DL RNDIMINTO DL CICLO RGNRTIVO S MÁXIM. MJOR N L CONSUMO CLORÍFICO D UN CICLO N FUNCIÓN DL CLNTMINTO DL GU D LIMNTCIÓN, PRODUCIDO POR UN XTRCCIÓN Ya se a deostrado que, e téros geerales, la utlzacó de extraccoes ejora el redeto del cclo. ora se ace ecesaro deterar los putos de la turba e los que se debe de acer dcas extraccoes, para que la ejora del redeto sea ópta. Cosderese el cclo represetado parcalete e la fgura e el que: talpía a la etrada de la turba S talpía del apor e el puto de toa de la extraccó C talpía del apor e el puto fal de la expasó talpía del agua a la salda del codesador talpía del agua después del caletaeto producdo por la extraccó W S - r Caudal de agua-apor del cclo s extraccó r Caudal de agua-apor del cclo co extraccó que realza el so trabajo que el cclo s extraccó r S Caudal de la extraccó Igualado las expresoes de los trabajos producdos por los dos cclos, s y co ua extraccó: r H t r S H P (r - r S H t r H t - r S (H t - H P r r - r S ( - H P /H t Llaado ß H P /H t r r - r S ( - ß ( Por lo tato r es ayor que r l balace térco del caletador es: r S W (r - r S r S (W r ( Despejado r S e la ecuacó ( y susttuyedo e la ( se obtee: r r - r ( - ß/(W

3 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO r r (W ß/(W ( La dsucó, e tato por uo, que se obtee e el calor aportado al cclo al corporar ua extraccó es: Fgura (Q - Q /Q - Q /Q - r ( - /r Susttuyedo e la expresó ateror el alor r /r obtedo de ( (W ( (W [ ( W ] (W (4 Represetado e fucó de, es decr, la dsucó del calor aportado e fucó del caletaeto del agua de aletacó, se obtee la cura de la fgura. Se puede defr la dsucó específca, del calor aportado coo:

4 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO ta α ( W ( W sp Fgura. MJOR N L CONSUMO CLORÍFICO D UN CICLO, N FUNCIÓN DL CLNTMINTO DL GU D LIMNTCIÓN PRODUCIDO POR DOS XTRCCIONS Supógase que se ace dos extraccoes segú el dagraa de la fgura, sedo: S talpía e el puto de toa de la prera extraccó. S talpía e el puto de toa de la seguda extraccó. talpía del codesado de la prera extraccó después de aber ceddo su calor al agua de aletacó. talpía del codesado de la seguda extraccó después de aber ceddo su calor al agua de aletacó. W S -. W S -. H Dfereca de etalpía etre la adsó de la turba y el puto de toa de la prera extraccó. H Dfereca de etalpía etre la adsó de la turba y el puto de toa de la seguda extraccó. r Caudal de apor cuado o ay extraccoes. r Caudal de apor cuado solo ay la prera extraccó. r Caudal de apor cuado ay dos extraccoes. r Caudal toado e la prera extraccó.

5 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO r Caudal toado e la seguda extraccó. ß H /H t. ß H /H t. Fgura l balace de trabajos e el caso de dos extraccoes es: r H t (r - r - r H t r H r H r r - r - r r ß r ß r r r ( - ß r ( - ß (5 alace de trabajos e el caso de ua extraccó r H t (r - r S H t r S H r r - r S r S ß r r r S ( - ß 4

6 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO Y e la práctca r S r (er ota del pe : r r r ( - ß (6 alace térco de los caletadores e el caso de dos extraccoes. r W (r - r - r r W (r - r Suado r (W r (W r ( (7 alace térco del caletador e el caso de ua extraccó: r S W (r - r S r S (W r y coo r S r : r (W r (8 de (5 y (6 r r ( - ß r (9 de (7 y (8 r (W r ( - r ( ( Hay dos ecuacoes co r, r y r y de ellas se puede obteer la relacó r /r. Para obteer r /r ay que elar r. De (9 r (r - r /( - ß Susttuyedo e ( (r - r (W r ( ( - ß - r ( - ß r (W - ß - ß r (W - ß la práctca r es u 5 % ayor que r y el caudal de ua extraccó es del orde del 5 % del caudal total. W r S (r -r S ; W r (r -r -r ; r S,5r ; r,5r : r r,5r ; r S /r,95/,945 5

7 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO 6 r (W ß ß r (W ß r /r (W ß /(W ß ß ( Mejora que se obtee al utlzar dos extraccoes, co respecto al caso e que sólo se utlce ua: Sedo Q el calor sustrado al cclo co sólo la extraccó º y Q el calor sustrado al cclo co las extraccoes º y º. Q r ( - Q r ( - - ( Susttuyedo el alor de r /r de ( e ( Operado queda: ( La ejora que se obtedría caletado tabé asta pero co ua sola extraccó se obtee de la fórula ya calculada para ua extraccó (4, susttuyedo los alores correspodetes: ß ß W W Q Q Q Q Q ( ( (W ( (W ( ( W ( ] ( [W

8 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO 7 Fgura 4 (4 Fjádose e las ejoras específcas sp / sp ' ' /( (5 (6 Ddedo (6 etre (5 (W ] ( [W ( ' (W ( ( W tg sp α (W ( W tg ' ' sp α

9 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO 8 tg"' /tg" ( - / Teedo e cueta que, e la práctca,. 5/ ( - / ( - 5/ 95/. Se puede cosderar, e la práctca, que "' y " so cas guales, er la fgura 4. S se repte los cálculos supoedo aras extraccoes, el águlo " obtedo e la ejora de la últa extraccó co respecto a la ateror, es aproxadaete gual al águlo obtedo s todo el caletaeto se realza co ua sola extraccó. "' " (7. MJOR N L CONSUMO CLORÍFICO D UN CICLO N FUNCIÓN DL CLNTMINTO DL GU D LIMNTCIÓN PRODUCIDO POR VRIS XTRCCIONS ora es ecesaro deostrar que la ejora total que se obtee co aras extraccoes, e la práctca, es gual a la sua de las ejoras parcales que se a obteedo cuado se troduce cada extaccó, co respecto a la stuacó ateror. Mejoras que se a obteedo co extraccoes sucesas respecto a la stuacó ateror - Co la prera: - Co la seguda: - Co la tercera:... - Co la eésa: Multplcado los dos ebros de cada gualdad por el deoador y suado después ebro a ebro, se obtee: ( ( ( ( ( ( ( C

10 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO 9 Fgura 5 Ddedo la expresó ateror por r, el segudo ebro es la ejora total y quedará: ecuacó que tabé se puede escrbr de la fora:... ( ( T... ( (

11 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO Otabé e fucó de los alores : Y operado la ecuacó ateror: grupado queda Coo los alores de cada so del orde de -, los alores de los dobles productos so del orde de -4 y los sguetes productos so de orde feror por lo que se puede desprecar y etoces la ejora total es gual a la sua de las ejoras que produce cada extraccó co respecto a la ateror. T... (8 4. MÉTODO GRÁFICO D CÁLCULO D LS CRCTRÍSTICS QU D D RUNIR L VPOR N LOS PUNTOS D XTRCCIÓN el caso de dos extraccoes s se quere caletar u total de, fgura 4, el águlo correspodete a la ejora del segudo caletaeto es gual al que se obtedría caletado co ua sola extraccó. deás coo las ejoras so suables, la áxa que se puede obteer será trazado la tagete, a la cura de u caletador, paralela a la recta O (fgura 4. cualquer otro puto que se llee el prer caletaeto, la ejora total será feror a la propuesta. Para cada alor se puede obteer la cura de dos caletadores, lugar geoétrco de los putos P que se obtee trazado la tagete a la cura de la prera extraccó, paralela a cada recta O y allado su puto de corte co la paralela al eje de ordeadas (fgura 5. Ua ez obteda la cura de dos caletadores, apoyádose e ella y co la sa costruccó gráfca, utlzado coo leas de refereca sepre las O referdas a la cura de la prera extraccó, se puede obteer la de tres caletadores y así sucesaete T (... ( ( ( ( T ( ( ( ( ( ( T j j k k k j j j j 4 T

12 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO asta el úero de caletadores que sea ecesaro (fgura 6. Fgura 6 Fgura 7

13 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO Ua ez obteda la fala de curas, se elge coo alor fal del caletaeto el que da la ejora áxa co el úero de caletadores elegdo, (áxo de la cura del últo caletador por este áxo se traza ua tagete a la cura del caletaeto ateror y el puto de tageca defe el fal de dco caletaeto. Se sgue co este proceso asta alcazar la cura del prer caletaeto, quedado así defdas las teperaturas fales de todos los caletaetos, las cuales a, a su ez, a deterar la presó a la que debe de acerse la extraccó e la turba, fgura CSO D UN TURIN CON RCLNTDOR La lea de expasó e ua turba co recaletador es la represetada e la fgura 8. S se tee e cueta que, para la extraccó represetada: ; H t H t H t ; ß H P /H t ; H P H t H P sgue sedo aplcables las ecuacoes (, ( y (. l caletaeto obtedo es el so s la extraccó se ace e que s se ace e ya que la teperatura fal solo depede de la presó de la extraccó (la teperatura fal de caletaeto es la de equlbro correspodete a la presó de la extraccó y los dos putos está sobre la sa sobara. l calor sustrado al cclo cuado o ay extraccó es gual a r Cuado ay extraccó, s está ates del recaletador, puto, el calor sustrado al cclo será gual a r ( - - r S. Fgura 8

14 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO. l balace térco del caletador es (r - r S r S W y por tato r S r /(W La ejora que se obtee co esta extraccó será: ( S ( [ (W ] [( ( W ( W ] Teedo e cueta que r H t /H t y susttuyedo el alor de r /r de la ecuacó ( (W [( (W (W (W ] ( (W (W (9 Fgura 9

15 GNRCIÓN TRMOLÉCTRIC. Cálculo de la toa de las extraccoes de u cclo de apor ISML PRITO S la extraccó estuera después del recaletador, puto, el alor de ß sería H t /H t, es decr, el so que e el caso de que la extraccó estuera e. l calor sustrado al cclo sería r ( - y la ejora del cosuo calorífco: ( ( (W (W Coo W W ( (W (W ( (W (W ( S la extraccó se ace e, la ejora es el alor de dado por la de la fórula (9 y s se ace e es el alor de dado por la de la fórula (. l alor de es superor al de, ya que cuado, a ua fraccó eor que la udad se le sua el so úero al uerador y al deoador, el alor de la fraccó aueta. este caso a la fraccó que resta se le sua al uerador y al deoador el alor. Por tato, cuado se toe ua extraccó a la presó del recaletador, para que la ejora del cosuo calorífco sea ópta, esta toa debe de acerse e el recaletado frío (apor ates de recaletar. Represetado la cura de la ejora e fucó del caletaeto, cuado se llega al producdo por ua extraccó a la presó del recaletador, se producrá ua dscotudad coo se represeta e la fgura 9. l sstea operato que se sgue posterorete es el so que se sguó e el caso de que o ubera recaletador. 4

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