ciclo rankine

5/8/2018 Ciclo Rankine - slidepdf.com

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Ciclo de Rankine

El Ciclo de Rankine es un ciclo termodinámico que tiene como objetivo la conversiónde calor en trabajo, constituyendo lo que se denomina un ciclo de potencia. Comocualquier otro ciclo de potencia, su eficiencia está acotada por la eficiencia

termodinámica de un Ciclo de Carnot que operase entre los mismos focos térmicos(límite máximo que impone el Segundo Principio de la Termodinámica). Debe sunombre a su desarrollador, el ingeniero y físicoescocésWilliam John MacquornRankine.

El proceso del Ciclo

El ciclo Rankine es un ciclo de potencia representativo del proceso termodinámico quetiene lugar en una central térmica de vapor. Utiliza un fluido de trabajo quealternativamente evapora y condensa, típicamente agua (si bien existen otros tipos desustancias que pueden ser utilizados, como en los ciclos Rankine orgánicos). Mediantela quema de un combustible, el vapor de agua es producido en una caldera a alta presión

para luego ser llevado a una turbina donde se expande para generar trabajo mecánico ensu eje (este eje, solidariamente unido al de un generador eléctrico, es el que generará laelectricidad en la central térmica). El vapor de baja presión que sale de la turbina seintroduce en un condensador, equipo donde el vapor condensa y cambia al estadolíquido (habitualmente el calor es evacuado mediante una corriente de refrigeración

procedente del mar, de un río o de un lago). Posteriormente, una bomba se encarga deaumentar la presión del fluido en fase líquida para volver a introducirlo nuevamente enla caldera, cerrando de esta manera el ciclo.

Existen algunas mejoras al ciclo descrito que permiten mejorar su eficiencia, como por ejemplo sobrecalentamiento del vapor a la entrada de la turbina, recalentamiento entreetapas de turbina o regeneración del agua de alimentación a caldera.

Existen también centrales alimentadas mediante energía solar térmica (centralestermosolares), en cuyo caso la caldera es sustituida por un campo de colectores cilindro-

parabólicos o un sistema de helióstatos y torre. Además este tipo de centrales poseen unsistema de almacenamiento térmico, habitualmente de sales fundidas. El resto del ciclo,así como de los equipos que lo implementan, serían los mismos que se utilizan en unacentral térmica de vapor convencional.



Diagrama T-s del ciclo

El diagrama T-S de un ciclo de Rankine con vapor de alta presión sobrecalentado.

El diagrama T-s de un ciclo Rankine ideal está formado por cuatro procesos: dos

isoentrópicos y dos isóbaricos. La bomba y la turbina son los equipos que operan según procesos isoentrópicos (adiabáticos e internamente reversibles). La caldera y elcondensador operan sin pérdidas de carga y por tanto sin caídas de presión. Los estados

principales del ciclo quedan definidos por los números del 1 al 4 en el diagrama T-s (1:vapor sobrecalentado; 2: mezcla bifásica de título elevado o vapor húmedo; 3: líquidosaturado; 4: líquido subenfriado). Los procesos que tenemos son los siguientes para elciclo ideal (procesos internamente reversibles):

�Proceso 1-2: Expansión isoentrópica del fluido de trabajo en la turbina desde la presiónde la caldera hasta la presión del condensador. Se realiza en una turbina de vapor y segenera potencia en el eje de la misma.

�Proceso 2-3: Transmisión de calor a presión constante desde el fluido de trabajo haciael circuito de refrigeración, de forma que el fluido de trabajo alcanza el estado delíquido saturado. Se realiza en un condensador (intercambiador de calor), idealmente sin

pérdidas de carga.

�Proceso 3-4: Compresión isoentrópica del fluido de trabajo en fase líquida medianteuna bomba, lo cual implica un consumo de potencia. Se aumenta la presión del fluido detrabajo hasta el valor de presión en caldera.

�Proceso 4-1: Transmisión de calor hacia el fluido de trabajo a presión constante en lacaldera. En un primer tramo del proceso el fluido de trabajo se calienta hasta la

temperatura de saturación, luego tiene lugar el cambio de fase líquido-vapor yfinalmente se obtiene vapor sobrecalentado. Este vapor sobrecalentado de alta presiónes el utilizado por la turbina para generar la potencia del ciclo (la potencia neta del ciclose obtiene realmente descontando la consumida por la bomba, pero ésta suele ser muy

pequeña en comparación y suele despreciarse).

En un ciclo más realista que el ciclo Rankine ideal descrito, los procesos en la bomba yen la turbina no serían isoentrópicos y el condensador y la caldera presentarían pérdidasde carga. Todo ello generaría una reducción del rendimiento térmico del ciclo. El



rendi ient i entrópi de l t rbina, que representa el grado de ale jamiento de una

turbina respecto al proceso ideal isoentrópico, jugar ía un papel pr inci pal en las

desviaciones al ciclo ideal y en la reducción del rendimiento. El rendimientoisoentrópico de la bomba y las pérdidas de carga en el condensador y la caldera tendr ían

una inf luencia mucho menor sobre la reducción de rendimiento del ciclo.

En las centrales térmicas de gas se utili a un ciclo "hermano" del ciclo R ank ine ideal: el ciclo Brayton ideal. Este ciclo utili a un f luido de traba jo que se mantiene en estado degas durante todo el ciclo (no hay condensación). Además utili a un compresor en lugar

de una bomba (constructivamente suele ir solidar iamente unida a la turbina de gas en une je común); por otro lado, el equi po donde se produce la combustión no se denomina

caldera sino cámara de combustión o combustor. Los equi pos utili ados en estas

instalaciones son más compactos que los de las centrales térmicas de vapor y utili an

como combusti ble habitual el gas natural. Finalmente ambos ti pos de ciclos se integran

en las centrales térmicas de ciclo combinado, donde el calor rechazado por el cicloBrayton (en su conf iguración más simple, apor tado por los gases calientes de lacombustión que abandonan la turbina de gas) es utilizado para alimentar el cicloR ank ine (sustituyendo a la caldera).

Variabl

Potencia térmica de entrada (energía por unidad de tiempo)

Caudal másico (masa por unidad de tiempo)

Potencia mecánica suministrada o absorbida (energía por unidad de tiempo)

R endimiento térmico del ciclo (relación entre la potencia generada por e

ciclo y la potencia térmica suministrada en la caldera, adimensional)

, ,,

Ental pías específ icas de los estados pr inci pales del ciclo

E uaci

Cada una de las cuatro pr imeras ecuaciones se obtiene del balance de energía y del balance de masa para un volumen de control. La quinta ecuación descr i be la ef icienciatermodinámica o rendimiento térmico del ciclo y se def ine como la relación entre la

potencia de salida con respecto a la potencia térmica de entrada.



Se puede hacer un balance energético en el condensador y la caldera, lo que nos permiteconocer los flujos masicos de refrigerante y gasto de combustible respectivamente, asícomo el balance entrópico para poder sacar la irreversibilidad del ciclo y energia

perdida.

M

ejoras del Ciclo RankineLa idea para mejorar un ciclo rankine es aumentar el salto entálpico entre 1 y 2, es decir,el trabajo entregado a la turbina. Las mejoras que se realizan de forma habitual encentrales térmicas (tanto de carbón, como ciclos combinados o nucleares) son:

1. Reducción de la presión del condensador: En este procedimiento se disminuyeautomáticamente la temperatura del condensador otorgando un mayor trabajo a laturbina, una disminución del calor rechazado. La desventaja es que la humedad delvapor empieza a aumentar ocasionando erosión en los alabes de la turbina.

2. Aumentar la presión de la caldera para una temperatura fija: Al aumentar la presión

aumenta la temperatura a la cual se añade calor aumentando el rendimiento de la turbina por ende la del ciclo. La desventaja es la humedad excesiva que aparece.

3. Sobrecalentar la temperatura de entrada de la turbina: se procede a recalentar el vapor a altas temperaturas para obtener un mayor trabajo de la turbina, tiene como ventaja quela humedad disminuye. Este aumento de la temperatura está limitado por los materialesa soportar altas temperaturas.

4. Recalentamientos intermedios del vapor, escalonando su expansión. Esto es, tener varias etapas de turbina, llevando a condiciones de sobrecalentamiento medianterecalendatores (MoistureSteamReheaters en el caso de centrales nucleares) y deeconomizador. Este escalonamiento de la expansión da lugar a los cuerpos de alta,

media y baja presión de turbina.

5. Realizar extracciones de vapor en la turbina, calentando el agua de alimentación a lacaldera, aumentando su entalpía. El número de extracciones no suele superar las 7, yaque no implicaría una mejora de rendimiento considerable frente a la complicacióntécnica que conllevan.

Ciclo Rankine regenerativo

En esta variación se introduce un nuevo elemento al ciclo, un calentador abierto. Esteelemento consiste en un intercambiador de calor por contacto directo en el cual se

mezclan dos corrientes de agua para dar una corriente de temperatura intermedia. De lasdos corrientes que entran al calentador una proviene de una extracción de vapor de laturbina y la otra del condensador (sufre la expansión total). Como las presiones en elcalentador han de ser iguales, se añade una bomba después del condensador para igualar la presión de la parte del vapor que ha sufrido la expansión completa a la de laextracción. En esta variación del ciclo de Rankine, encontramos ventajas respecto alciclo simple como un aumento del rendimiento y una reducción del aporte de calor a lacaldera. Pero por otro lado también encontraremos inconvenientes como una reducción



de la potencia de la turbina y un aumento de la complejidad de la instalación, ya queañadiremos a la instalación una bomba más y un mezclador de flujos.

Central termoeléctrica

Una central termoeléctrica o central térmica es una instalación empleada para lageneración de energía eléctrica a partir de la energía liberada en forma de calor,normalmente mediante la combustión de combustibles fósiles como petróleo, gasnatural o carbón. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional paramover un alternador y producir energía eléctrica. Contribuye al efecto invernadero, pueslibera dióxido de carbono.

Cuando el calor se obtiene mediante la fisión controlada de núcleos de uranio la centralse llama central nuclear. Este tipo de central no contribuye al efecto invernadero, perotiene el problema de los residuos radioactivos que han de ser guardados durante milesde años y la posibilidad de accidentes graves.

Prácticamente todas las centrales eléctricas de carbón, nucleares, geotérmicas, deenergía solar térmica o de combustión de biomasa, así como algunas centrales de gasnatural son centrales termoeléctricas. El calor residual de una turbina de gas puedeusarse para producir vapor y a su vez producir electricidad en lo que se conoce como unciclo combinado lo cual mejora la eficiencia. Las centrales termoeléctricas no nucleares,

particularmente las de combustibles fósiles se conocen también como centrales térmicaso centrales termoeléctricas convencionales.

La primera central térmoeléctrica fue construida por Sigmund Schuckert en la ciudad deEttal en Baviera y entró en funcionamiento en 1878. Las primeras centrales comercialesfueron Pearl Street Station en Nueva York y la Edison Electric Light Station, en

Londres, que entraron en funcionamiento en 1882. Estas primeras centrales utilizabanmotores de vapor de pistones. El desarrollo de la turbina de vapor permitió construir centrales más grandes y eficientes por lo que hacia 1905 la turbina de vapor habíareemplazado completamente a los motores de vapor de pistones en las grandes centraleseléctricas.

Centrales termoeléctricas de ciclo convencional

Se llaman centrales clásicas o de ciclo convencional a aquellas centrales térmicas queemplean la combustión del carbón, petróleo (aceite) o gas natural para generar laenergía eléctrica. Son consideradas las centrales más económicas y rentables, por lo quesu utilización está muy extendida en el mundo económicamente avanzado y en elmundo en vías de desarrollo, a pesar de que estén siendo criticadas debido a su elevadoimpacto medioambiental.

A continuación se muestra el diagrama de funcionamiento de una central térmica decarbón de ciclo convencional:



Diagrama de u a central térmica de carbón de cicl convencional

1. Torre de refr igeración10. Válvula de control de

gases19. Supercalentador

2. Bomba hidráulica

11.Turbina de vapor de alta

presión

20. Ventilador de tiro

forzado

3. Línea de transmisión

(tr ifásica)12. Desgasif icador 21. R ecalentador

4. Transformador (tr ifásico) 13. Calentador 22. Toma de aire de

combustión

5. Generador eléctr ico(tr ifásico)

14. Cinta transpor tadora decarbón

23. Economizador

6. Turbina de vapor de ba ja presión

15. Tolva de carbón 24. Precalentador de aire

7. Bomba de condensación 16. Pulver izador de carbón25. Preci pitador

electrostático

8. Condensador de

superf icie17. Tambor de vapor

26. Ventilador de tiroinducido

9. Turbina de media presión 18. Tolva de cenizas 27. Chimenea de emisiones



Centrales termoeléctricas de ciclo combinado

En la actualidad se están construyendo numerosas centrales termoeléctricas de lasdenominadas de ciclo combinado, que son un tipo de central que utiliza gas natural,gasóleo o incluso carbón preparado como combustible para alimentar una turbina de

gas. Luego los gases de escape de la turbina de gas todavía tienen una elevadatemperatura, se utilizan para producir vapor que mueve una segunda turbina, esta vez devapor. Cada una de estas turbinas está acoplada a su correspondiente alternador paragenerar energía eléctrica.

Normalmente durante el proceso de partida de estas centrales solo funciona la turbina degas; a este modo de operación se lo llama ciclo abierto. Si bien la mayoría de lascentrales de este tipo pueden intercambiar el combustible (entre gas y diésel) incluso enfuncionamiento.

Como la diferencia de temperatura que se produce entre la combustión y los gases deescape es más alta que en el caso de una turbina de gas o una de vapor, se consiguen

rendimientos muy superiores, del orden del 55%.



Componentes de na Planta Termica:

Torre de refrigeración

Las Torres de refrigeración son estructuras para refrigerar agua y otros medios atemperaturas muy altas. El uso principal de grandes torres de refrigeración industrialeses el de rebajar la temperatura del agua de refrigeración utilizada en plantas de energía,refinerías de petróleo, plantas petroquímicas, plantas de procesamiento de gas natural yotras instalaciones industriales.

Planta de energía de Didcot, Reino UnidoTorres hiperbólicas de refrigeración húmedas de tiro natural.

Con relación al mecanismo utilizado para la transferencia de calor los principales tiposson:

y torres de refrigeración húmedas funcionan por el principio de evaporación, (ver

refrigerador inundado)y torres de refrigeración secas funcionan por transmisión del calor a través de una

superficie que separa el fluido a refrigerar del aire ambiente.

En una torre de refrigeración húmeda el agua caliente puede ser enfriada a unatemperatura inferior a la del ambiente, si el aire es relativamente seco. (ver: Dewpoint).

Con respecto al tiro del aire en la torre existen tres tipos de torres de refrigeración:

y Tiro natural, que utiliza una chimenea alta.y Tiro inducido, en el que el ventilador se coloca en la parte superior de la torre

(impulsan el aire creando un pequeño vacío en el interior de la torre).y Tiro mecánico (o tiro forzado), que utiliza la potencia de motores de ventilación

para impulsar el aire a la torre (colocándose en la base).

Bajo ciertas condiciones ambientales, nubes de vapor de agua (niebla) se pueden ver que salen de una torre de refrigeración seca (ver imagen).



Las torres de enfriamiento usan la evaporación del agua para rechazar el calor de un proceso tal como la generación de energía eléctrica. Las torres de enfriamiento varían entamaño desde pequeñas a estructuras muy grandes que pueden sobrepasar los 220metros de altura y 100 metros de longitud. Torres más pequeñas son normalmenteconstruidas en fabricas, mientras que las más grandes son construidas en el sitio dondese requieren.

La torre de refrigeración tilizada como chimenea

En algunas plantas de energía modernas, equipadas con conductos de purificación degas como la Planta de Energía de StaudingerGrosskrotzenburg y la Planta de Energía deRostock la torre de refrigeración también se utiliza como chimenea. En plantas que notengan conductos de purificación de gas esto causa problemas con la corrosión.

Eq ilibrio de material de na torre de refrigeración

húmeda

Cuantitativamente, el equilibrio de material alrededor de un sistema de torre derefrigeración húmeda está controlado por las variables de funcionamiento estructuralestasa de flujo, evaporación y pérdidas por viento, tasa de trasegado, y ciclos deconcentración:



M = Agua de la estructura en m³/h

C = Agua circulante en m³/h

D = Trasegado de agua en m³/h

E = Agua evaporada en m³/h

W = Pérdida por viento de agua en m³/h

X = Concentración en ppmw (de sales completamente solubles, normalmentecloruros)

XM = Concentración de cloruros en el agua de la estructura (M), en ppmw

XC = Concentración de cloruros en el agua circulante (C), en ppmw

Ciclos = Ciclos de concentración = XC / XM (sin dimensión)

ppmw = partes por millón en peso

En el boceto anterior, el agua bombeada desde el depósito de la torre es el aguarefrigerante encaminada a través de enfriadores del proceso y los condensadores en una

instalación industrial. El agua fría absorbe calor de las corrientes calientes del procesoque necesitan ser enfriadas o condensadas, y el calor absorbido calienta el aguacirculante (C). El agua calentada vuelve a la cima de la torre de refrigeración y cae enchorros finos ± presentando gran superficie para su enfriamiento con el aire ± sobre elmaterial de relleno dentro de la torre. A medida que gotea, el contacto con el aire quesube por la torre, por tiro natural o forzado por grandes ventiladores. Este contacto

provoca que una pequeña cantidad de agua sea pérdida por arrastre del viento (W) y otra parte del agua (E) por evaporación. El calor necesario para evaporar el agua se deriva dela propia agua, que enfría el agua a su regreso al depósito original y en donde queda adisposición para volver a circular. El agua evaporada deja las sales que lleva disueltasentre el grueso del agua que no ha sufrido la evaporación, lo que hace que laconcentración de sales se incremente en el agua de refrigeración circulante. Para evitar

que la concentración de sales en el agua llegue a ser demasiado alta, una parte del aguaes retirada (D) para su vertido. Se suministra al depósito de la torre nuevo contingentede agua fresca (M) para compensar las pérdidas por el agua evaporada, el viento, y elagua retirada.

El equilibrio del agua en todo el sistema es:

M = E + D + W

Dado que el agua evaporada (E) no tiene sales, el equilibrio de cloruros del sistema es:

M (XM) = D (XC) + W (XC) = XC (D + W)

y, en consecuencia:

XC / XM = Ciclos de concentración = M ÷ (D + W) = M ÷ (M ± E) = 1 + [E ÷

(D + W)]

De un equilibrio de calor simplificado de la torre:

E = C · T · cp ÷ HV



Donde:

HV = calor latente de vaporización del agua = alrededor de 2260 kJ / kg

T = diferencia de temperaturas del agua de la cima de la torre a su base, en °C

cp = calor específico del agua = alrededor de 4.184 kJ / kg / °C

Las pérdidas por viento (W), en ausencia de datos del fabricante, pueden estimarse queson:

W = 0,3 a 1,0 % de C para torres de refrigeración de tiro natural.W = 0,1 a 0,3 % de C para torres de refrigeración de tiro inducido.W = alrededor de 0,01% de C si la torre de refrigeración tiene eliminadores delefecto del viento.

Los ciclos de concentración en las torres de refrigeración en una refinería de petróleonormalmente se encuentran entre el 3 al 7. En algunas grandes plantas de energía. Losciclos de concentración de las torres de refrigeración pueden ser mucho más altos.

Bomba hidrá lica

Una bomba hidrá lica es una máquina generadora que transforma la energía(generalmente energía mecánica) con la que es accionada en energía hidráulica delfluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o unamezcla de líquidos y sólidos como puede ser el hormigón antes de fraguar o la pasta de

papel. Al incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o sualtura, todas ellas relacionadas según el principio de Bernoulli. En general, una bombase utiliza para incrementar la presión de un líquido añadiendo energía al sistemahidráulico, para mover el fluido de una zona de menor presión o altitud a otra de mayor

presión o altitud.

Existe una ambigüedad en la utilización del término bomba, ya que generalmente esutilizado para referirse a las máquinas de fluido que transfieren energía, obombeanfluidos incompresibles, y por lo tanto no alteran la densidad de su fluido detrabajo, a diferencia de otras máquinas como lo son los compresores, cuyo campo deaplicación es la neumática y no la hidráulica. Pero también es común encontrar eltérmino bomba para referirse a máquinas que bombean otro tipo de fluidos, así como loson las bombas de vacío o las bombas de aire.



Ti os de bombas

Según el principio de

f uncionamiento

La pr inci pal clasif icación delas bombas según el funcionamiento en que se

base:

Bombas de desplazamiento

positivo o volumétricas, en

las que el pr inci pio defuncionamiento está basado

en la hidroestática, de modoque el aumento de presión se

realiza por el empu je de las

paredes de las cámaras quevar ían su volumen. En esteti po de bombas, en cada cicloel órgano propulsor genera demanera positiva un volumen

dado o cilindrada, por lo que

también se denominan bombas volumétricas. En caso de poder var iar el volumen

máximo de la cilindrada se habla de bombas de volumen var iable. Si ese volumen no se

puede var iar, entonces se dice que la bomba es de volumen f ijo. A su vez este ti po de

bombas pueden subdividirse en

y Bombas de émbolo alternativo, en las que existe uno o var ios compar timentos

f ijos, pero de volumen var iable, por la acción de un émbolo o de una membrana.En estas máquinas, el movimiento del f luido es discontinuo y los procesos de

carga y descarga se realizan por válvulas que abren y cierran alternativamente.

Algunos e jemplos de este ti po de bombas son la bomba alternativa de pistón, la bomba rotativa de pistones o la bomba pistones de accionamiento axial.

y Bombas volumétricas rotativas o rotoestáticas, en las que una masa f luida es

conf inada en uno o var ios compar timentos que se desplazan desde la zona de

entrada (de ba ja presión) hasta la zona de salida (de alta presión) de la máquina.

Algunos e jemplos de este ti po de máquinas son la bomba de paletas, la bomba

de lóbulos, la bomba de engrana jes, la bomba de tornillo o la bomba per istáltica.

Bombas rotodinámicas, en las que el pr inci pio de funcionamiento está basado en el intercambio de cantidad de movimiento entre la máquina y el f luido, aplicando lahidrodinámica. En este ti po de bombas hay uno o var ios rodetes con álabes que giran

generando un campo de presiones en el f luido. En este ti po de máquinas el f lu jo del f luido es continuo. Estas turbomáquinas hidráulicas generadoras pueden

subdividirse en:

y R adiales o centríf ugas, cuando el movimiento del f luido sigue una trayector ia perpendicular al e je del rodete impulsor.

Bomba de lóbulos dobles.

Bomba de engrana jes.

Bomba rotodinámica axial.Bomba centr ífuga de 5 etapas.



y Axiales, cuando el fluido pasa por los canales de los álabes siguiendo unatrayectoria contenida en un cilindro.

y Diagonales o helicocentrí f gas cuando la trayectoria del fluido se realiza enotra dirección entre las anteriores, es decir, en un cono coaxial con el eje delrodete.

Según el tipo de accionamiento

y Electrobombas. Genéricamente, son aquellas accionadas por un motor eléctrico, para distinguirlas de las motobombas, habitualmente accionadas por motores de combustión interna.

y Bombas ne máticas que son bombas de desplazamiento positivo en las que laenergía de entrada es neumática, normalmente a partir de aire comprimido.

y Bombas de accionamiento hidrá lico, como la bomba de ariete o la noria.y Bombas man ales. Un tipo de bomba manual es la bomba de balancín.

Red de transporte de energí a eléctrica

Sistema de suministro eléctrico.

Torre para el transporte de energía eléctrica.



Placa de características.

La red de transporte de energí a eléctrica es la parte del sistema de suministroeléctrico constituida por los elementos necesarios para llevar hasta los puntos deconsumo y a través de grandes distancias la energía eléctrica generada en las centraleseléctricas.

Para ello, los niveles de energía eléctrica producidos deben ser transformados,elevándose su nivel de tensión. Esto se hace considerando que para un determinadonivel de potencia a transmitir, al elevar la tensión se reduce la corriente que circulará,reduciéndose las pérdidas por Efecto Joule. Con este fin se emplazan subestacioneselevadoras en las cuales dicha transformación se efectúa empleando transformadores, o

bien autotransformadores. De esta manera, una red de transmisión emplea usualmentevoltajes del orden de 220 kV y superiores, denominados alta tensión, de 400 o de 500kV.

Parte de la red de transporte de energía eléctrica son las líneas de transporte.

Una línea de transporte de energía eléctrica o línea de alta tensión es básicamente elmedio físico mediante el cual se realiza la transmisión de la energía eléctrica a grandesdistancias. Está constituida tanto por el elemento conductor, usualmente cables de acero,cobre o aluminio, como por sus elementos de soporte, las torres de alta tensión.Generalmente se dice que los conductores "tienen vida propia" debido a que estánsujetos a tracciones causadas por la combinación de agentes como el viento, latemperatura del conductor, la temperatura del viento, etc.

Existen una gran variedad de torres de transmisión como son conocidas, entre ellas lasmás importantes y más usadas son las torres de amarre, la cual debe ser mucho más

fuertes para soportar las grandes tracciones generadas por los elementos antesmencionados, usadas generalmente cuando es necesario dar un giro con un ángulodeterminado para cruzar carreteras, evitar obstáculos, así como también cuando esnecesario elevar la línea para subir un cerro o pasar por debajo/encima de una líneaexistente.

Existen también las llamadas torres de suspensión, las cuales no deben soportar pesoalguno más que el del propio conductor. Este tipo de torres son usadas para llevar al



conductor de un sitio a otro, tomando en cuenta que sea una línea recta, que no se

encuentren cruces de líneas u obstáculos.

La capacidad de la línea de transmisión afecta a el tamaño de estas estructuras

pr inci pales. Por e jemplo, la estructura de la torre var ía directamente según el volta jerequer ido y la capacidad de la línea. Las torres pueden ser postes simples de madera

para las líneas de transmisión pequeñas hasta 46 k ilovoltios (kV). Se empleanestructuras de postes de madera en forma de H, para las líneas de 69 a 231 kV. Seutilizan estructuras de acero independientes, de circuito simple, para las líneas de 161

kV o más. Es posi ble tener líneas de transmisión de hasta 1.000 kV.

Al estar estas formadas por estructuras hechas de perf iles de acero, como medio de

sustentación del conductor se emplean aisladores de disco y herra jes para sopor tar los.

Generador eléctrico

Generador en la central eléctr ica de Br idalveil Falls, Tellur ide, Colorado. Se tratar ía del

generador más antiguo que se mantiene en servicio (año 1984) en EEUU.

Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de

potencial eléctr ico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes. Los

generadores eléctr icos son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica eneléctr ica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre

los conductores eléctr icos dispuestos sobre una armadura (denominada tambiénestátor).

Si mecánicamente se produce un movimiento relativo entre los conductores y el campo,

se generará una fuerza electromotr iz (F.E.M.). Están basados en la ley de Faraday.



Generador eléctrico de una fase que genera una corriente eléctrica alterna (cambia periódicamente de sentido), haciendo girar un imán permanente cerca de una bobina.

Un generador es una máquina eléctrica que realiza el proceso inverso que un motor eléctrico, el cual transforma la energía mecanica en energía electrica. Aunque lacorriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente

continua. En el diagrama adjunto se observa la corriente inducida en un generador simple de una sola fase. La mayoría de los generadores de corriente alterna son de tresfases.

T rbina de vapor

Rotor de una turbina de vapor producida por Siemens, Alemania.

Una t rbina de vapor es una tur bomáquina motora, que transforma la energía de unflujo de vapor en energía mecánica a través de un intercambio de cantidad demovimiento entre el fluido de trabajo (entiéndase el vapor) y el rodete, órgano principalde la turbina, que cuenta con palas o álabes los cuales tienen una forma particular para

poder realizar el intercambio energético. Las tur binas de vapor están presentes endiversos ciclos de potencia que utilizan un fluido que pueda cambiar de fase, entre éstosel más importante es el Ciclo Rankine, el cual genera el vapor en una caldera, de la cualsale en unas condiciones de elevada temperatura y presión. En la turbina se transformala energía interna del vapor en energía mecánica que, típicamente, es aprovechada por un generador para producir electricidad. En una turbina se pueden distinguir dos partes,el rotor y el estátor. El rotor está formado por ruedas de álabes unidas al eje y queconstituyen la parte móvil de la turbina. El estátor también está formado por álabes, nounidos al eje sino a la carcasa de la turbina.

El término turbina de vapor es muy utilizado para referirse a una máquina motora lacual cuenta con un conjuntos de turbinas para transformar la energía del vapor, tambiénal conjunto del rodete y los álabes directores.



Clasificación

Existen las turbinas de vapor en una gran variedad de tamaños, desde unidades de 1 HP(0.75 kW) usadas para accionar bombas, compresores y otro equipo accionado por flecha, hasta turbinas de 2,000,000 HP (1,500,000 kW) utilizadas para generar electricidad. Hay diversas clasificaciones para las turbinas de vapor modernas, y por ser turbomáquinas son susceptibles a los mismos criterios de clasificación de éstas. Por otrolado, es común clasificarlas de acuerdo a su grado de reacción:

y T rbinas deAcción: El cambio o saltoentálpico o expansión es realizada en losálabes directores o las toberas de inyección si se trata de la primera etapa de unconjunto de turbinas, estos elementos están sujetos al estator. En el paso delvapor por el rotor la presión se mantendrá constante y habrá una reducción de lavelocidad.

y T rbinas de Reacción: La expansión, es decir, el salto entálpico del vapor puede realizarse tanto en el rotor como en el estator, cuando este salto ocurreúnicamente en el rotor la turbina se conoce como de reacción pura.

Principio de F ncionamiento

La ecuación general de las turbomáquinas fue hallada por Euler y su demostración seencuentra en el artículo de turbomáquinas. La forma para el trabajo por unidad de masaque atraviesa el rotor de las turbomáquinas motoras axiales es:

Donde u es conocida como velocidad periférica y es la velocidad lineal del rotor, c1 y c2 son las velocidades absolutas del fluido de trabajo antes y después de pasar por el rotor

respectivamente, 1 y 2 son los ángulos entre la velocidad absoluta y la velocidad periférica antes y después de pasar por el rotor. Si introducimos el concepto develocidad relativa , que es la velocidad del fluido respecto al rodete, y definimos elángulo como aquél que existe entre la velocidad periférica y podemos reescribir laecuación anterior, por propiedades del triangulo como:

Ahora escribamos la primera ley de la termodinámica para un balance de energía delfluido de trabajo en su paso por el rotor, suponiendo a éste un proceso adiabático:

Recuerdese que consideramos que L es definido positivo.



Encontramos así que el cambio entálpico es igual al cambio de los cuadrados de lavelocidad relativa:

Bomba de calor

Diagrama de flujo de una bomba de calor.

Una bomba de calor es una máquina térmica que permite transferir energía en forma decalor de un ambiente a otro, según se requiera. Para lograr esta acción es necesario unaporte de trabajo acorde a la segunda ley de la termodinámica, según la cual el calor sedirige de manera espontánea de un foco caliente a otro frío, y no al revés, hasta que sustemperaturas se igualan.

Este fenómeno de transferencia de energía calorífica se realiza -principalmente- por medio de un sistema de refrigeración por compresión de gases refrigerantes, cuya

particularidad radica en una Válvula inversora de ciclo que forma parte del sistema, lacual puede invertir el sentido del flujo de refrigeración, transformando el condensador en evaporador y viceversa.

Usos

El principio de la bomba de calor se utiliza en sistemas de climatización o HVAC, asícomo en sistemas domésticos de aire acondicionado, dado que el ciclo reversible quetiene este sistema otorga la posibilidad tanto de extraer como de ingresar energía almedio -"enfriar " o "calentar "- con un mismo equipo, controlando arranques, paradas yel ciclo reversible en forma automática. Gracias a su versatilidad, es posible encontrar

bombas de calor tanto para calentar una piscina como para controlar el ambiente de uninvernadero.

En la actualidad, y en pos del ahorro energético, cada vez es más usual encontrar arreglos de bombas de calor asistidos por colectores solares y en sistemas geotérmicos.



F ncionamiento

Válvula inversora de ciclo o "válvula de cuatro vías".

Una bomba de calor de refrigeración por compresión emplea un fluidorefrigerante conun bajo punto de ebullición. Éste requiere energía (denominada calor latente) paraevaporarse, y extrae esa energía de su alrededor en forma de calor.

El fluido refrigerante a baja temperatura y en estado gaseoso pasa por un compresor, elque eleva su presión aumentando así su entalpía. Éste, al pasar por el intercambiador decalor llamado condensador, cede calor al foco caliente porque está aún más caliente queéste, donde cambia su estado a líquido. Después se le hace pasar por una válvula deexpansión, donde recupera la presión inicial y se enfría bruscamente. Luego pasa por otro intercambiador de calor, el evaporador, donde absorbe calor del foco frío, puestoque está más frío que dicho foco. El fluido, que se ha evaporado, regresa al compresor,

cerrándose el ciclo.

La válvula inversora de ciclo o válvula inversora de cuatro vías se encuentra a la salida(descarga) del compresor y, según la temperatura del medio a climatizar (sensada en la

presión de refrigerante antes de ingresar al compresor), invierte el flujo del refrigerante.

Rendimiento

La cantidad de calor que se puede bombear depende de la diferencia de temperaturaentre los focos frío y caliente. Cuanto mayor sea ésta diferencia, menor será elrendimiento de la máquina.

Las bombas térmicas tienen un rendimiento, denominado COP (coefficient of

performance) mayor que la unidad. Aunque esto puede parecer imposible, se debe a queen realidad se está moviendo calor usando energía, en lugar de producir calor como enel caso de las resistencias eléctricas. Una parte muy importante de este calor se toma dela entalpía del aire atmosférico. En toda bomba de calor se verifica que el calor transmitido al foco caliente es la suma del calor extraído del foco frío más la potenciaconsumida por el compresor, que se transmite al fluido.



Dado que el efecto útil de una bomba de calor depende de su uso, hay dos expresiones

distintas del COP . Si la máquina se está usando para refr igerar un ambiente, el efectoútil es el calor extraído del foco fr ío:

Si la bomba de calor está usándose para calentar una zona, el efecto útil es el calor

introducido:

Una bomba de calor tí pica tiene un COP de entre dos y seis, dependiendo de ladiferencia entre las temperaturas de ambos focos.

Condensador (termodinámica)

Condensador enfr iado por aire para sistema de refr igeración industr ial de por

compresión con R 22

La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un ventilador

o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de refr igeración, en un r íoo la mar). La condensación sirve para condensar el vapor, después de realizar un traba jotermod

inám

ico p.e

j. una

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ina de vapor o para condensar e

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ido de uncompresor de fr ío en un circuito fr igor íf ico. Cabe la posi bilidad de seguir enfr iando ese

f luido, obteniéndose líquido subenfr iado en el caso delaire acondicionado.



El condensador termodinámico es utilizado muchas veces en la industria de larefrigeración, el aire acondicionado o en la industria naval y en la producción de energíaeléctrica, en centrales térmicas o nucleares.

Adopta diferentes formas según el fluido y el medio. En el caso de un sistemafluido/aire, está compuesto por uno tubo de diámetro constante que curva 180° cada

cierta longitud y unas láminas, generalmente de aluminio, entre las que circula el aire.

Un condensador es un cambiador de calor latente que convierte el vapor de su estadogaseoso a su estado líquido, también conocido como fase de transición. El propósito escondensar la salida (o extractor) de vapor de la turbina de vapor para así obtener máxima eficiencia e igualmente obtener el vapor condensado en forma de agua pura deregreso a la caldera. Condensando el vapor del extractor de la turbina de vapor, la

presión del extractor es reducida arriba de la presión atmosférica hasta debajo de la presión atmosférica, incrementando la caída de presión del vapor entre la entrada y lasalida de la turbina de vapor. Esta reducción de la presión en el extractor de la turbinade vapor, genera más calor por unidad de masa de vapor entregado a la turbina de vapor,

por conversión de poder mecánico.

F nción del condensador

La función principal del condensador en una central térmica es ser el foco frío osumidero de calor dentro del ciclo termodinámico del grupo térmico. Por tanto, sumisión principal es condensar el vapor que proviene del escape de la turbina de vapor encondiciones próximas a la saturación y evacuar el calor de condensación (calor latente)al exterior mediante un fluido de intercambio (aire o agua).

En el caso de una máquina frigorífica, el condensador tiene por objetivo la disipacióndel calor absorbido en el evaporador y de la energía del compresor.

Adicionalmente, el condensador recibe los siguientes flujos:

y Las purgas de los calentadores y otros elementos, que una vez enfriadas sonincorporadas al circuito de condensado.

y El aire que procede de entradas furtivas en los diversos elementos del cicloagua-vapor, a través de los cierres de la turbina de vapor o con el agua dereposición al ciclo. Éste debe ser extraído y enviado al exterior medianteeyectores o bombas de vacío.

y El vapor procedente del escape de la turbo-bomba de agua de alimentación si lahay en la instalación.

y El vapor de los by-passes de turbina de vapor, que en determinados modos deoperación transitorios (arranques, paradas, disparos, cambios bruscos de carga)conducen directamente al condensador todo el vapor generador en la caldera unavez atemperado.

y El agua de aportación al ciclo para reponer las purgas, fundamentalmente la purga continua. Esta agua es desmineralizada y proviene del tanque de reservade condensado.



Las condiciones en el interior del condensador son de saturación, es decir, está a la presión de saturación correspondiente a la temperatura de condensación del vapor. Esta presión es siempre inferior a la atmosférica, es decir, se puede hablar de vacío.

Disposición constr ctiva de n condensador en

centrales térmicasLos condensadores que emplean aire como fluido refrigerante, llamadosAerocondensadores, tienen un bajo rendimiento y, por tanto, necesitan de grandessuperficies para ser instalados. Este es el motivo de que el uso de este tipo decondensadores no esté generalizado, pasando a usarse sólo en los casos en los que nohaya disponibilidad de agua.

Nos centraremos, por tanto, en los condensadores de agua como fluido refrigerante. Loscondensadores de las central térmica son cambiadores de calor tubulares, de superficie,del tipo carcasa y tubo en los que el agua (fluido refrigerante) circula por los tubos y elvapor (fluido enfriado) circula por el lado de la carcasa. Los tubos están dispuestos de

forma horizontal, con una pequeña pendiente para poder ser drenados con facilidad yagrupados en paquetes.

Las partes más significativas de un condensador son:

y C ello. Es el elemento de unión con el escape de la turbina de vapor. Tiene una parte más estrecha que se une al escape de la turbina de vapor bien directamentemediante soldadura o bien a través de una junta de expansión metálica o degoma que absorbe los esfuerzos originados por las dilataciones y el empuje de la

presión atmosférica exterior. La parte más ancha va soldada a la carcasa delcondensador.

y

Carcasa o c erpo. Es la parte más voluminosa que constituye el cuerpo propiamente dicho del condensador y que alberga los paquetes de tubos y las placas. Suele ser de acero al carbono.

y Cajas de ag a. Colector a la entrada y a la salida del agua de refrigeración(agua de circulación) con el objeto de que ésta se reparta de forma uniforme por todos los tubos de intercambio. Suelen ser de acero al carbono con unrecubrimiento de protección contra la corrosión que varía desde la pintura tipoepoxy (para el agua de río) hasta el engomado(para el agua de mar). Suelen ir atornillados al cuerpo del condensador.

y T bos. Son los elementos de intercambio térmico entre el agua y el vapor. Sudisposición es perpendicular al eje de la turbina. Suelen ser de acero inoxidable(agua de río) y titanio (agua de mar).

y Placas de t bos. Son dos placas perforadas que soportan los dos extremos delos tubos. Constituyen la pared de separación física entre la zona del agua de lascajas de agua y la zona de vapor del interior de la carcasa. Suelen ser de acero alcarbono con un recubrimiento (cladding) de titanio en la cara exterior cuando elfluido de refrigeración es agua de mar. La estanqueidad entre los extremos de lostubos y las placas de tubos se consigue mediante el aborcardado de los extremosde los tubos y mediante una soldadura de sellado.

y Placas soporte. Placas perforadas situadas en el interior de la carcasa yatravesadas perpendicularmente por los tubos. Su misión es alinear y soportar



los tubos, así como impedir que éstos vibren debido a su gran longitud. Sunúmero depende de la longitud de los tubos. Suelen ser de acero al carbono.

y Pozo caliente. Depósito situado en la parte inferior del cuerpo que recoge yacumula el agua que resulta de la condensación del vapor. Tiene una ciertacapacidad de reserva y contribuye al control de niveles del ciclo. De estedepósito aspiran la bombas de extracción de condensado.

y Zona de enfriamiento de aire. Zona situada en el interior de los paquetes detubos, protegida de la circulación de vapor mediante unas chapas para conseguir condiciones de subenfriamiento. De esta manera, el aire disuelto en el vapor sesepara del mismo y mediante un sistema de extracción de aire puede ser sacadoal exterior.

y Sistema de extracción de aire. Dispositivos basados en eyector que empleanvapor como fluido motriz o bombas de vacío de anillo líquido. Su misión, enambos casos, es succionar y extraer el aire del interior del condensador paramantener el vacío. Estos dispositivos aspiran de la zona de enfriamiento de aire.

Tipos de condensadores para centrales térmicas

Según su disposición relativa con respecto de la turbina de vapor, los condensadores pueden clasificarse en:

y Axiales. Están situados al mismo nivel que la turbina de vapor. Son típicos deturbina de vapor hasta 150 MW, potencias hasta las cuales el cuerpo de baja

presión es de un solo flujo y escape axial.y Laterales. Están situados al mismo nivel que la turbina de vapor. El cuerpo de

baja presión de la turbina de vapor es de dos flujos.y Inferiores. Están situados debajo de la turbina de vapor de baja presión, lo que

les obliga a estar metidos en un foso y que el pedestal del grupo turbogenerador esté en una cota más elevada, encareciéndose la obra civil. Dadas las potencias

de las centrales convencionales actuales, éste es el tipo de condensador másusualmente empleado. La turbina de vapor de baja tiene doble flujo, pudiendohaber además varios cuerpos.

Según el número de pasos pueden ser:

y Un paso. Hay una única entrada y una única salida de agua en cada cuerpo delcondensador. Típica en circuitos abiertos de refrigeración.

y Dos pasos. El agua entra y sale dos veces en el cuerpo del condensador.

Según el número de cuerpos:

y Un c erpo. El condensador tiene una sola carcasa.y Dos c erpos. El condensador tiene dos carcasas independientes. Esta

disposición es muy útil, ya que permite funcionar sólo con medio condensador.



Desgasificador

El desgasificador en una caldera se refiere al estanque desaireador de alimentación deesta. Este estanque tiene 3 funciones principales en una caldera:

1. Extraer el oxígeno disuelto: no está demás hacer un análisis del daño que provoca instalaciones que trabajan con el vital elemento (agua).

2. Calentar el agua de alimentación: el agua de alimentación es calentada, para queal entrar a la caldera no sea necesaria tanta energía para llegar a una temperaturade utilización.

3. Almacenar agua de alimentación: la palabra lo indica, el desaireador es unestanque que está a continuación del estanque cisterna.

4.S percalentador5.

Un S percalentador es un dispositivo que se encuentra en un motor a vapor que calienta el vapor generado por la caldera nuevamente, incrementando su

energía térmica y haciendo decrecer la posibilidad de condensación dentro delmotor. Los supercalentadores incrementan la eficiencia del motor de vapor y hansido ampliamente adoptados actualmente. El vapor que ha sido supercalentadoes conocido lógicamente como vapor supercalentado; el vapor que no ha sidocalentado es conocido como vapor saturado o vapor húmedo. Lossupercalentadores fueron aplicados en locomotoras de vapor a principios delsiglo XX, vehículos impulsados por vapor y centrales de generación de energía.La instalación de un supercalentador tiene el efecto de reducir la cantidad detrabajo que se debe realizar para producir la misma cantidad de energía. En otras

palabras, instalar un supercalentador tiene el efecto de incrementar la capacidadde la planta con el mismo flujo de vapor.

Economizador

Un economizador es un dispositivo mecánico de transferencia de calor que calienta unfluido hasta su punto de ebullición, sin pasar de él. Hacen uso de la entalpía en fluidosque no están lo suficientemente calientes como para ser usados en una caldera,recuperando la potencia que de otra forma se perdería, y mejorando el rendimiento delciclo de vapor.

Puede ayudar a ahorrar energía en edificios, utilizando el aire exterior como medio deenfriamiento. Cuando la entalpía del aire exterior es menor que la entalpía del airerecirculado, enfriar el aire del exterior es más eficiente, energéticamente hablando, queenfriar al aire que ha recirculado. Ahorra costes por consumo de energía en climastemplados y fríos, pero no es apropiado en climas calientes y húmedos.



Válvula de control.

La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un

lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya

sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una

forma determinada.

Partes de la válvula de control.

Las válvulas de control constan básicamente de dos partes que son: la parte motriz

o actuador y el cuerpo.

y A ctuador: el actuador también llamado accionador o motor, puede ser

neumático, eléctrico o hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros,

por ser las más sencillas y de rápida actuaciones. Aproximadamente el 90% de

las válvulas utilizadas en la industria son accionadas neumáticamente. Losactuadores neumáticos constan básicamente de un diafragma, un vástago y un

resorte tal como se muestra en la figura (1-a.). Lo que se busca en un actuador

de tipo neumático es que cada valor de la presión recibida por la válvula

corresponda una posición determinada del vástago. Teniendo en cuenta que la

gama usual de presión es de 3 a 15 lbs/pulg² en la mayoría de los actuadores se

selecciona el área del diafragma y la constante del resorte de tal manera que un

cambio de presión de 12 lbs/pulg², produzca un desplazamiento del vástago

igual al 100% del total de la carrera.

Actuador de una válvula de control.

y Cuerpo de la válvula: este esta provisto de un obturador o tapón, los asientos

del mismo y una serie de accesorios. La unión entre la válvula y la tubería puede

hacerse por medio de bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. El

tapón es el encargado de controlar la cantidad de fluido que pasa a través de la



válvula y puede accionar en la dirección de su propio eje mediante un

movimiento angular. Esta unido por medio de un vástago al actuador.

Categorías de válvulas.

Debido a las diferentes variables, no puede haber una válvula universal; por tanto,

para satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creadoinnumerables diseños y variantes con el paso de los años, conforme se han

desarrollado nuevos materiales. Todos los tipos de válvulas recaen en nueve

categorías: válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de bola, válvulas de

mariposa, válvulas de apriete, válvulas de diafragma, válvulas de macho, válvulas de

retención y válvulas de desahogo (alivio).

Estas categorías básicas se describen a continuación. Seria imposible mencionar

todas las características de cada tipo de válvula que se fabrica y no se ha intentado

hacerlo. Más bien se presenta una descripción general de cada tipo en un formato

general, se dan recomendaciones para servicio, aplicaciones, ventajas, desventajas y

otra información útil para el lector. Válvulas de compuerta.

La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con

un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento (fig.

1-1).

Válvula de compuerta.

Precalentadores de aire

Las aplicaciones en calderas de generación de electricidad requieren precalentadores deaire de una gran eficiencia y fiabilidad para garantizar un rendimiento óptimo de lacaldera. Howden cuenta con más de 80 años de experiencia como suministrador de

precalentadores de aire de alta calidad para clientes de todo el mundo.

En 1923, la sociedad Howden y FredrickLjungstrom colaboraron para desarrollar unprecalentador de aire regenerativo rotativo para aplicaciones en calderas.

El componente principal del precalentador, la superficie de intercambio de calor, estácompuesto por múltiples placas de metal denominadas elementos. A medida que elprecalentador va rotando a una velocidad reducida (a unas 1-2 rpm), los elementos captan elcalor de la corriente de gas caliente y lo transfieren a la de aire frío. Dado que se emplean lasdos superficies de la placa de elementos para transferir calor de forma simultánea, este tipo de



intercambiador resulta muy eficiente, compacto y especialmente adecuado para trabajar congrandes cantidades de gas caliente y aire frío.

Los elementos de transferencia de calor están formados por finas placas de acero laminado.Ofrecemos una amplia gama de perfiles que se adecuan a muy diversos combustibles y

aplicaciones, combinando una caída de presión mínima, una elevada eficiencia, un grosor compacto y una gran facilidad de limpieza.

Es importante mantener el nivel de fugas entre aire y gas lo más bajo posible, ya que las fugasincrementan el consumo del ventilador. Ofrecemos una amplia gama de sistemas de sellado,entre ellos el sistema avanzado VN. Este sistema fijo incorpora un doble sellado a lo largo detodo el rotor, que reduce las fugas de forma constante durante prolongados períodos entreinterrupciones de servicio. Además de placas fijas ofrecemos una gama de actuadores para las

aplicaciones que lo requieran.

El accionamiento principal está ubicado en el extremo superior del eje en vez de en la periferiadel rotor. Esto aleja los componentes del accionamiento de la corriente de gas corrosivo y

erosivo, al tiempo que permite que el doble sellado axial proteja el rotor en toda su longitud.

Ofrecemos una gama de opciones de limpieza en línea que emplean combinaciones de aire,

agua y vapor en configuraciones semirretráctiles o completamente retráctiles.

Chimenea

Chimenea en una cervecería.

Chimenea natural en el Parque Nacional Ischigualasto, provincia de San Juan,Argentina.



Una chimenea es un sistema usado para evacuar gases calientes y humo de calderas,calentadores, estufas, hornos, fogones u hogares a la atmósfera.

Como norma general son completamente verticales para asegurar que los gases calientes puedan fluir sin problemas, moviéndose por convección térmica (diferencia dedensidades). También existen las chimeneas que no son completamente verticales, que

se instalan en cocinas o pequeñas salas de calderas para evacuar los humos a través deorificios efectuados en los paramentos. Las chimeneas así construidas deben disponer demallas de protección para evitar que lo pájaros aniden en su interior, asimismo se lesdebe dar una inclinación diferente a 0º para facilitar la salida de humos. Las chimeneas

pueden encontrarse en edificios, locomotoras o en navíos. A la corriente de aire queorigina el fuego y que hace que el humo ascienda por la chimenea se le denomina "tiro".

El término chimenea también puede aplicarse a aspectos de la naturaleza, particularmente en formaciones rocosas.

En un volcán una chimenea es el conducto que comunica el reservorio de magma ocámara magmática en profundidad con la superficie.

Desarrollo de na chimenea

y Q = caudal volumétrico de humo en la chimenea, m³/sy A = area de la sección transversal del conducto, m²y C = coeficiente de descarga (~ 0.65 a 0.70)y g = aceleración de la gravedad, 9,81 m/s²

y H = altura de la chimenea, my Ti = media de la temperatura de los gases, K y Te = temperatura externa e inferior



Segunda practica de termodinámica II

B) En un proyecto para instalar una central térmica de vapor para la generación depotencia al eje de una capacidad de (potencia)Kw , se debe de decidir entre las 3

alternativas A,B,C en ellos deben de someterse al vapor a procesos desobrecalentamiento ,recalentamiento y sangrado;además deben contar con lossiguientes elementos como: una turbina de alta presión(TAP) ,una turbina de ba japresión(TBP) unida por un mismo eje ,con un calentador de superficie ,con un

calentador de mezcla ,con un condensador y tres bombas de liquido saturado.

La planta térmica debe realizar los siguientes procesos térmicos:

Del caldero acuotubular debe de salir el vapor a una presión (pa,pb,pc) ,sesobrecalienta esta línea de vapor hasta (pa,Ta=520,pb,Tb=460,pc,Tc=540), en estascondiciones ingresa a la TAP y abandona a esta a las condiciones de pa,pb,pc y estase conduce al calentador de mezcla; l a TBP descarga lo restante al condensador (elagua refrigerante que circula por el condensador es tomada de un lago que esta a una

teperatura ambiente de (Ta,Tb,Tc ) ,la masa condensada es bombeada al calentador de contacto directo donde se mezcla con el vapor del sangrado ,de aquí la masacondensada se bombea al calentador de superficie y luego al caldero ;la parte demasa del vapor que viene de la TAP y que ingresa al calentador de superficie escondensada con la línea de liquido que viene del calentador d irecto ,siendo estebombeado para unirse a la línea que va al caldero en un punto después que ambos

abandonan el calentador de superficie

Otras características:

Eficiencia de turbinas=80%

Eficiencia de bombas=90%

Eficiencia de caldero A=80%,B=85,C=82

GRUPO 3:

N° Presion delvapor

Presión desangradoTAP

Presion delsangradoTBP

Temperaturaambiente

Potencia dela planta

3 Pa=5.0Mpa

Pb=6.4Mpa

Pc=5.5Mpa

Pa=12bar

Pb=6bar

Pc¨=8bar

Pa=4bar

Pb=5bar

Pc¨=3bar

15°C 110Mwatts

ciclo rankine

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