Question

Termodinámica

a. Una turbina de vapor en una pequeña planta de generación de electricidad es diseñada para aceptar 4500 kg/h de vapor a 60 bar y 500 °C y expulsar vapor a 10 bar. Asumiendo que la turbina es adiabática y ha sido bien diseñada (Sgen = 0), calcule la temperatura de salida del vapor generado por la turbina y el trabajo generado por la misma.
b. La eficiencia de la turbina es definida como el cociente entra el trabajo obtenido actualmente y el trabajo que podría ser obtenido si la turbina opera isotrópicamente entre las mismas presiones de entrada y de salida. Si la turbina de (a.) es adiabática pero su
eficiencia es del 80%, ¿cuál sería la temperatura de salida del vapor? ¿Cuál sería la tasa de
generación de entropía?

Answer 1

Respuesta.

Para resolver este problema hay que aplicar la primera ley de la termodinámica, la cual es:

W = m*(h1 - h2)

Datos:

m = 4500 kg/h

Para 60 bar y 500 °C. h1 = 3422.2 kJ/kg

Para 10 bar y vapor saturado. h2 = 2778.1 kJ/kg

Por lo tanto se puede decir que la temperatura de salida es de 180 °C.

El trabajo es:

W = 4500*(3422.2 - 2778.1)

W = 2898450 kJ/h

b) Con una eficiencia de 80% se tiene que:

W2 = 0.8*W

W2 = 0.8*2898450

W2 = 2318760 kJ/h

Ahora se tiene que la entalpía es:

2318760 = 4500*(3422.2 - h2)

h2 = 2906.92 kJ/kg

La temperatura es de 243.26°C.