SEMINARIO Nº 6:

CICLO RANKINE

1) Una planta de potencia de vapor opera en un ciclo Rankine simple entre los límites de presión de 3

MPa y 75 kPa. La temperatura del vapor a la entrada de la turbina es de 500°C y el flujo de masa del

vapor a través del ciclo es 25 kg/s. Muestre el ciclo en un diagrama T-s respecto de las líneas de

saturación y determine:

a) la eficiencia térmica del ciclo.

b) la potencia neta de la planta (KW).

2) Una planta de potencia de vapor opera en un ciclo Rankine simple y tiene una potencia neta de

30MW. El vapor entra a la turbina a 7 MPa y 500°C y se enfría en un condensador a una presión de

10 KPa circulando agua de enfriamiento de un lago por los tubos del condensador a un flujo másico

(agua) de 2000 kg/s y el calor específico (cp) es 1 kJ/kg°C. Muestre el ciclo en un diagrama T-s

respecto de las líneas de saturación, y determine:

a) la eficiencia térmica del ciclo.

b) flujo másico del vapor (kg/s).

c) la variación de temperatura de agua de enfriamiento (ºC).

3) Considere una central eléctrica de vapor que opera en el ciclo Rankine simple. El vapor entra a la

turbina a 3 MPa y 350°C y es condensado en el condensador a una presión de 75 KPa. Determine la

eficiencia térmica de este ciclo.

4) Una planta de potencia de vapor opera en un ciclo Rankine simple entre los límites de presión de 3

MPa y 100 KPa. La temperatura del vapor a la entrada de la turbina es de 350°C y el flujo de masa

del vapor a través del ciclo es 25 kg/s. Muestre el ciclo en un diagrama T-s respecto de las líneas de

saturación y determine:

a) La eficiencia térmica del ciclo.

b) La potencia neta de la planta (KW).

1Ing. JOSUE ALATA – Docente FIA

5) En una planta de potencia de vapor de 300 MW opera en un ciclo Rankine simple. El vapor entra a la

turbina a 10 MPa y 500°C y se enfría en el condensador a una presión de 10 KPa. Muestre el ciclo

en un diagrama T-s respecto de las líneas de saturación y determine:

a) La eficiencia térmica del ciclo.

b) El flujo de masa del vapor (kg/s).

6) En una planta térmica de vapor, el caldero produce vapor a 1.4 MPa y 400ºC. En la generación de

vapor, el caldero utiliza petróleo para la combustión con un poder calorífico de 23260 kJ/kg y el

rendimiento calórico es de 90%. La potencia requerida por la bomba es 25056 KW, además:

P2 = 100 kPa X2 = 100%

T3 = 45ºC T4 = 40ºC

Determine:

a. Flujo másico generado por el caldero

b. La potencia de la turbina

c. Eficiencia del ciclo

d. Masa del combustible utilizado

7) Se tiene una central termoeléctrica que trabaja con un ciclo Rankine Recalentado; donde el vapor

que sale de la caldera está a 3.5 MPa y 400ºC, después se expande a 0.8 MPa. Luego se recalienta

a 400ºC y se expande a 10kPa en la turbina a baja presión. Calcule la calidad del vapor de agua que

sale de la turbina de baja presión y la eficiencia térmica del ciclo.

Ing. JOSUE ALATA – Docente FIA

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