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Universidad Tecnológica De Panamá

Facultad De Ingeniería Industrial

Laboratorio De Termodinámica II

LABORATORIO N°

Ciclo Brayton y Ciclo Rankine en EES

Introducción En esta ocasión utilizamos el programa EES para resolver los problemas del laboratorio 4 y 5 donde los temas son Ciclo Rankine simple y el Ciclo Brayton con el objetivo de tomar destreza e ir conociendo las propiedades Termofísicas a la hora de resolver problemas en EES graficaremos estos problemas en Termograf o en EES pues con ya que graficar esos problemas en EES no es tarea sencilla.

Ciclo Brayton

• Problema #1: Un ciclo Brayton ideal simple con aire como fluido de trabajo tiene una relación de presiones de 10. El aire entra al compresor a 520R y a la turbina de 2000R. Tomando en cuenta la variación de calores específicos con la temperatura, determine: a) la temperatura del aire a la salida del compresor, b) la relación del trabajo de retroceso y c) eficiencia térmica. Código elaborado para este problema

Propiedades encontradas a través de nuestro programa Captura de pantalla donde se presenta las respuestas de nuestro problema.

• Problema#2: Una central eléctrica con turbina de gas opera en un ciclo Brayton simple con aire como su fluido de trabajo y entrega 32 MW de potencia. Las temperaturas máximas y mínimas en el ciclo son de 310 y 900 k, y la presión del aire en la salida del compresor es 8 veces el valor de la presión a la entrada. considerando una eficiencia isentrópica de 80 por ciento para el compresor y de 86 por ciento para la turbina, determine la razón de flujo másico a través del ciclo. Tome en cuenta la variación de los calores específicos con la temperatura. Código de problema # 2 en EES

Propiedades encontradas a través de nuestro código Captura de pantalla donde se presenta las respuestas de nuestro problema. Grafica t-s problema #

Propiedades de nuestro fluido de trabajo Respuestas del problema. Grafica t-s

• Problema#4: Considere un ciclo Brayton simple que usa aire como fluido de trabajo, tiene una relación de presiones de 12, una temperatura máxima de ciclo de 600 °C, y la entrada al compresor opera a 90 kPa y 15 °C. ¿Qué tendrá mayor impacto en la relación de trabajo de retroceso: una eficiencia isentrópica de compresor de 90 por ciento o una eficiencia isentrópica de turbina de 90 por ciento? Use calores específicos constantes a temperatura ambiente. Código elaborado para el problema # 4 de Brayton

Ciclo Rankine Simple

• Problema#1: En un ciclo de potencia de vapor, la caldera maneja una presión de 20 bar y tiene una temperatura a la salida de 360°C y se expande a una presión de 0. bar. Asumiendo un proceso real, encontrar el trabajo neto y la eficiencia térmica del ciclo. Código elaborado para este problema Rankine Simple

Propiedades del fluido de trabajo para resolver nuestro problema Respuestas de nuestro problema.

• Problema#2: Un ciclo Rankine ideal simple que usa agua como fluido de trabajo opera su condensador a 40 °C y su caldera a una presión de 3 MPa y temperatura a la salida de 300 °C. Calcule el trabajo que produce la turbina, el calor que se suministra en la caldera, y la eficiencia térmica de este ciclo. "datos" T[1]=40 [C] P[2]= 3000 [kPa] T[3]= 300 [C] P[3]= 3000 [kPa] T[4]= 40 [C] "Estado 3" h[3]=Enthalpy(Steam_IAPWS,T=T[3],P=P[3]) s[3]=Entropy(Steam_IAPWS,T=T[3],P=P[3]) "Estado 4" s[4]=s[3] x[4]=Quality(Steam_IAPWS,T=T[4],s=s[4]) P[4]=Pressure(Steam_IAPWS,T=T[4],s=s[4]) h[4]=Enthalpy(Steam_IAPWS,T=T[4],x=x[4]) "Estado 1" P[1]=P[4] h[1]= 167. v[1]=0. "Estado 2" w_bomb= v[1]*(P[2]-P[1]) h[2]= h[1]-w_bomb T[2]=Temperature(Steam_IAPWS,P=P[2],h=h[2]) w_turb=h[3]-h[4] q_ent=h[3]-h[2] q_sal=h[4]-h[1] n_ter=1-q_sal/q_ent Código desarrollado para este problema Propiedades necesarias para encontrar las incógnitas de nuestro problema

Respuestas de nuestro problema. Grafica t-s

Propiedades del resultantes del problema Respuestas del problema.

Grafica t-s