trabajo practico turbina de gas.docx
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Grupo N°7
Ciclo de Turbina de Gas con Regeneración
Una planta de potencia utiliza una turbina de gas regenerativa. La potencia neta desarrollada es de 10 MW. Diseñe un ciclo Brayton con regeneración que proporcione dicha potencia. La turbina trabaja con dos etapas de expansión con calentamiento intermedio. Utilice gas natural en la cámara de combustión.
1. Optimizar el rendimiento térmico del ciclo en función de las variables asumidas.2. Analizar la influencia sobre la potencia neta y sobre el rendimiento térmico que
tienen tanto, la temperatura de la fuente fría como la temperatura máxima del ciclo.
3. Determinar la irreversibilidad y el rendimiento exergético para la condición de funcionamiento del ciclo óptima.
4. Determinar las emisiones de dióxido de carbono en función de los kW-h generados.
Consideraciones:a) Temperatura ambiente de diseño 25°Cb) Todos los equipos son reales, por lo tanto deberá asumir para cada uno su
rendimiento con respecto al ideal.c) Tenga en cuenta las limitaciones tecnológicas en el momento de elegir
temperaturas máximas para el ciclo.
Página 1 de 27
Este grafico esta hecho con rp= 3.333 con la optimización elegida
5,5 6,0 6,5 7,0
0
500
1000
0
500
1000
s [kJ/kg-K]
T [
°C]
100
kPa
333
,3 k
Pa
100
0 kP
a Air
1
2
3
4
5
6
7
8
9
102S4S
7S 9S
Variables in Main
epsilon_reg=0,79
Eta_c=0,75
Eta_carnot=0,7829
Eta_Exerget=0,537
Eta_reg=0,85
Eta_T=0,82
Eta_Total=0,4204
h[1]=298,6 [kJ/kg]
H[2]=462,4 [kJ/kg]
H[3]=298,6 [kJ/kg]
H[4]=462,4 [kJ/kg]
Página 2 de 27
H[5]=995 [kJ/kg]
H[6]=1483 [kJ/kg]
H[7]=1145 [kJ/kg]
H[8]=1483 [kJ/kg]
H[9]=1145 [kJ/kg]
H[10]=518,9 [kJ/kg]
H[12]=421,5 [kJ/kg]
H[14]=421,5 [kJ/kg]
H[17]=1071 [kJ/kg]
H[19]=1071 [kJ/kg]
I=566 [kJ/kg]
m_dot=5,369
P[1]=101,3
P[2]=337,7
P[3]=337,7
P[4]=1126
P[5]=1126
P[6]=1126
P[7]=337,7
P[8]=337,7
P[9]=101,3
P[10]=101,3
P[12]=337,7
P[14]=1126
Página 3 de 27
P[17]=337,7
P[19]=101,3
P_ratio=3,333
Q_abs=4430
S[1]=5,695 [kJ/kg-K]
S[2]=5,789 [kJ/kg-K]
S[3]=5,35 [kJ/kg-K]
S[4]=5,443 [kJ/kg-K]
S[5]=6,224 [kJ/kg-K]
S[6]=6,646 [kJ/kg-K]
S[7]=6,717 [kJ/kg-K]
S[8]=6,992 [kJ/kg-K]
S[9]=7,062 [kJ/kg-K]
S[10]=6,25 [kJ/kg-K]
S[12]=5,695 [kJ/kg-K]
S[14]=5,35 [kJ/kg-K]
S[17]=6,646 [kJ/kg-K]
S[19]=6,992 [kJ/kg-K]
T[1]=25
T[2]=187,1
T[3]=25
T[4]=187,1
T[5]=681,9
T[6]=1100
Página 4 de 27
T[7]=813,4
T[8]=1100
T[9]=813,4
T[10]=242,2
T[12]=146,8 [C]
T[14]=146,8 [C]
T[17]=749 [C]
T[19]=749 [C]
W_compresor=1760
W_neto=10000
W_turbina=3622
Página 5 de 27
Este grafico esta hecho con rp= 3.162277 (raiz de 10) original
5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
0
500
1000
0
500
1000
s [kJ/kg-K]
T [
°C]
100
kPa 3
16,2
kPa
100
0 kP
aAir
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2S4S
7S 9S
Variables in Main
epsilon_reg=0,79
Eta_c=0,75
Eta_carnot=0,7829
Eta_Exerget=0,537
Eta_reg=0,85
Eta_T=0,82
Eta_Total=0,4204
h[1]=298,6 [kJ/kg]
H[2]=454 [kJ/kg]
Página 6 de 27
H[3]=298,6 [kJ/kg]
H[4]=454 [kJ/kg]
H[5]=1003 [kJ/kg]
H[6]=1483 [kJ/kg]
H[7]=1158 [kJ/kg]
H[8]=1483 [kJ/kg]
H[9]=1158 [kJ/kg]
H[10]=512,5 [kJ/kg]
H[11]=298,6 [kJ/kg]
H[12]=415,2 [kJ/kg]
H[13]=298,6 [kJ/kg]
H[14]=415,2 [kJ/kg]
H[15]=1003 [kJ/kg]
H[16]=1483 [kJ/kg]
H[17]=1087 [kJ/kg]
H[18]=1483 [kJ/kg]
H[19]=1087 [kJ/kg]
H[20]=512,5 [kJ/kg]
I=542,7 [kJ/kg]
m_dot=5,438
P[1]=101,3
P[2]=320,4
P[3]=320,4
P[4]=1013
Página 7 de 27
P[5]=1013
P[6]=1013
P[7]=320,4
P[8]=320,4
P[9]=101,3
P[10]=101,3
P[11]=101,3
P[12]=320,4
P[13]=320,4
P[14]=1013
P[15]=1013
P[16]=1013
P[17]=320,4
P[18]=320,4
P[19]=101,3
P[20]=101,3
P_ratio=3,162
Q_abs=4374
S[1]=5,695 [kJ/kg-K]
S[2]=5,785 [kJ/kg-K]
S[3]=5,365 [kJ/kg-K]
S[4]=5,455 [kJ/kg-K]
S[5]=6,262 [kJ/kg-K]
S[6]=6,677 [kJ/kg-K]
Página 8 de 27
S[7]=6,744 [kJ/kg-K]
S[8]=7,007 [kJ/kg-K]
S[9]=7,074 [kJ/kg-K]
S[10]=6,237 [kJ/kg-K]
S[11]=5,695 [kJ/kg-K]
S[12]=5,695 [kJ/kg-K]
S[13]=5,365 [kJ/kg-K]
S[14]=5,365 [kJ/kg-K]
S[15]=6,262 [kJ/kg-K]
S[16]=6,677 [kJ/kg-K]
S[17]=6,677 [kJ/kg-K]
S[18]=7,007 [kJ/kg-K]
S[19]=7,007 [kJ/kg-K]
S[20]=6,237 [kJ/kg-K]
T[1]=25
T[2]=178,9
T[3]=25
T[4]=178,9
T[5]=688,9
T[6]=1100
T[7]=824,5
T[8]=1100
T[9]=824,5
T[10]=235,9
Página 9 de 27
T[11]=25
T[12]=140,6 [C]
T[13]=25
T[14]=140,6 [C]
T[15]=688,9
T[16]=1100
T[17]=762,6 [C]
T[18]=1100
T[19]=762,6 [C]
T[20]=235,9
W_compresor=1691
W_neto=10000
W_turbina=3530
Página 10 de 27
2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 64,75
5,1
5,45
5,8
6,15
6,5
Pratio
m
Página 11 de 27
2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 63750
4050
4350
4650
4950
5250
Pratio
Qab
s
Página 12 de 27
2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 60,385
0,39
0,395
0,4
0,405
0,41
0,415
0,42
0,425
Pratio
To
tal
Página 13 de 27
0,74 0,76 0,78 0,8 0,82 0,84 0,860,42
0,425
0,43
0,435
0,44
0,445
0,45
0,455
0,46
0,465
c
To
tal
Página 14 de 27
0,74 0,76 0,78 0,8 0,82 0,84 0,864175
4215
4255
4295
4335
4375
c
Qab
s
Página 15 de 27
0,74 0,76 0,78 0,8 0,82 0,84 0,865,15
5,2
5,25
5,3
5,35
5,4
5,45
c
m
Página 16 de 27
0,8 0,82 0,84 0,86 0,88 0,9 0,920,4
0,41
0,42
0,43
0,44
0,45
0,46
0,47
0,48
T
To
tal
Página 17 de 27
0,8 0,82 0,84 0,86 0,88 0,9 0,924,8
4,9
5
5,1
5,2
5,3
5,4
5,5
5,6
T
m
Página 18 de 27
0,8 0,82 0,84 0,86 0,88 0,9 0,924275
4305
4335
4365
4395
4425
T
Qab
s
Página 19 de 27
0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,854100
4320
4540
4760
4980
5200
reg
Qab
s
Página 20 de 27
0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,850,34
0,36
0,38
0,4
0,42
0,44
0,46
reg
To
tal
Página 21 de 27
-10 0 10 20 30 400,4
0,41
0,42
0,43
0,44
0,45
0,46
T[1]
To
tal
Página 22 de 27
1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 14500,38
0,4
0,42
0,44
0,46
0,48
0,5
T[6]
To
tal
Página 23 de 27
900 1000 1100 1200 1300 1400 15007000
8000
9000
10000
11000
12000
13000
14000
15000
16000
T[6]
Wn
eto
Página 24 de 27
-10 0 10 20 30 408000
8200
8400
8600
8800
9000
9200
9400
9600
9800
T[1]
Wn
eto
Página 25 de 27
1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 14504300
4350
4400
4450
4500
4550
4600
4650
4700
T[6]
Qab
s
Página 26 de 27
1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 14504,4
4,6
4,8
5
5,2
5,4
5,6
5,8
6
T[6]
m
Página 27 de 27
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