el fluido de trabajo en una planta de energia solar con un ciclo de rankine es refrigerante 134a en la turbina entra vapor saturado a 60°C y el condensador opera a una presion de 6 bar la energia de radiacion solar recibida en los colectores es de 0.4kw por m2 de superficie de colector. determine la minima superficie posible del colector en m2 por kw de energia producida en la planta.
Respuestas
La minima superficie del colector que cumple con la energia de la planta es
S/Q = 2.5 m₂/kW
Explicación:
Datos del problema:
- Refrigerante 134a
- T₁ = 60°C (Entrada de turbina)
- P₂ = 6bar = Presion del condensador
- Qc = 0.4W
Suponemos que teneos todoel sistema equilibrado solo determinamos la energia producida por la planta
Wt = m (h₁ - h₂)
En tabla de propiedades termodinamicas del refrigerante 134a
T = 60° Vapor saturado
h₁g = h₁ = 275.99 kJ/kg
s₁ = 0.8973 kJ/kg°K
En el condensador
P = 6Bar
- hf = 79.48 kJ/kg
- hg = 259.19 kJ/kg
- sf = 0.2999 kJ/kg°k
- sg = 0.9097 kJ/kg°K
s₁ = s₂ = 0.8973 kJ/kg°K
- Calidad
x = (s - sf)/(sg-sf) = (0.8973 - 0.2999)/(0.9097 - 0.2999)
x = 0.9796
- Entalpia
h₂ = hf + x(hg - hf) = 79.48 + 0.9796(259.19 - 79.48)
h₂ = 255.52 kJ/kg
Wt = (275.99 kJ/kg -255.52 kJ/kg)
Wt = 20.47 kJ/kg*m
- Entalpia de salida Condensador
T₂ = T₃ = 21.58°C Liquido comprimido
h₃ = 79.48 kJ/kg
Q = 0.4 = m( 255.52 kJ/kg - 79.48 kJ/kg)
- Suponemos un valor para el flujo masico
m = 250kg/s
Wt = 5117.5 kW
Qmin = 250kg/s ( 255.52 kJ/kg - 79.48 kJ/kg)
Qmin = 44010 kW / 0.4kW
Smin = 110025 m²
S/Q = 2.5 m₂/kW
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