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INGENIERA TERMICA. INGENIERO INDUSTRIAL. 4 CURSO. EXAMEN DEE 23 DE ENERO DE 2013 APELLIDOS Y NOMBRE: .... PARTE CORRESPONDIENTE A TURBOMQUINAS TRMICAS. TIEMPO TOTAL: 90 MINUTOS

A la hora de entregar el examen no se permiten ms hojas que stas (3 hojas). No est permitida la utilizacin de calculadoras programables ni de telfonos mviles

EJERCICIO Se da el ciclo de vapor de las siguientes caracterstica Sobrecalentador: Temperatura 560 C Presin 170 bar Rcalentador: Temperatura 580 C Presin 40 bar El escape de la Turbina de Alta Presin est a 350 C y a la presin del recalentador La extraccin de ms alta presin est tomada de este escape (recalentado fro) Escape de la turbina de baja presin, condensador: Vapor saturado y seco Presin 0,07 bar Bomba de condensado: Descarga: Temperatura 1 C por encima de la temperatura de aspiracin Presin 25 bar Un calentador de baja presin: Extraccin: Temperatura 300 C Presin 2 bar Salida del calentador: Aproximacin: Temperatura de salida de agua 0,21 C por debajo de la temperatura

de saturacin dentro del calentador. Presin: 12 bar Temperatura de la purga (drenaje) igual a la de saturacin dentro del calentador. Desgasificador: Extraccin: Temperatura 420 C Presin 12 bar Bomba de alimentacin accionada por turbina auxiliar (turbobomba) Descarga: Temperatura 2,04 C por encima de la de aspiracin. Presin 190 bar

Turbina auxiliar accionada con vapor de la extraccin del desgasificador, con escape al condensador principal y con las mismas condiciones del vapor que el escape de la turbina principal

Un calentador de alta presin Extraccin: Las mismas condiciones que el recalentado fro (escape TAP) Salida del calentador: Aproximacin: Temperatura de salida de agua 0,36 C por debajo de la temperatura de

saturacin dentro del calentador. Presin 170 bar Temperatura de la purga (drenaje) igual a la de saturacin dentro del calentador.

Esquema


14

41

2

3

12

13

1819

15'

14

17 16'

6

16

7

14

18

17

10

10

11

00

A

11

15

12

5

7

8

8'

9

BC

DE

F

GH

I

J KL

M


Se pide: - Indicar en la tabla I, al lado de cada letra, los nombre de los componentes que aparecen en el esquema sealados con la misma letra. - Indicar en la tabla II, en las casillas a la derecha de cada nmero, las caractersticas del vapor o agua que se indican en el encabezado, correspondientes al lugar del esquema marcado con dicho nmero.

En total se piden 86 resultados; con los 86 correctos 10 puntos en el ejercicio. No se tendr en cuenta a efectos de calificacin ningn resultado que no figure en la casilla correspondiente, de cada una de las tablas

Solucin:

Tabla I

Componente Nombre

A CALDERA O GENERADOR DE VAPOR

B TURBINA DE ALTA PRESIN C TURBINA DE MEDIA PRESIN D TURBINA DE BAJA PRESIN E ALTERNADOR

F CONDENSADOR

G BOMBA DE CONDENSADO

H CALENTADOR DE BAJA PRESIN I TURBINA AUXILIAR

J DESGASIFICADOR

K TANQUE DE ALMACENAMIENTO DEL DESGASIFICADOR L BOMBA DE ALIMENTACIN M CALENTADOR DE ALTA PRESIN


Tabla II

Punto Presin, bar Temperatura. C Entalpa, kJ/kg Entalpa, Liq. Sat., KJ/kg

Temperatura saturacin, C

1 170 560 3457 1690 352,29

2 40 350 3093 1087,4 250,36

3 (2) 40 350 3093 1087,4 250,36 4 40 580 3629 1087,4 250,36

5 0,07 39 2572 - -

6 0,07 39 163,37 - -

7 (T, asp+1) 25 40 169,7 - - 8 (T, Sat-0,21) 12 120 504,5 - -

9 (T Sat) 12 187,96 798,5 10 (T9+2,04) 190 190 816,1 - -

11 (T, Sat-0,36) 170 250 1086 - - 12 (2) 40 350 3093 1087,4 250,36

13 12 420 3304 798,5 187,96

14 2 300 3072 504,7 120,21

15 40 250,36 1087,4 - -

16 2 120,21 504,7 - -

17 (5) 0,07 39 2572 - - 18 (13) 12 420 3304 798,5 187,96 19 (13) 12 420 3304 798,5 187,96


TEST: Poner una cruz en la casilla situada a la izquierda de la respuesta que considere correcta. PUNTUANDO SOBRE 15, CADA RESPUESTA MAL CONTESTADA DESCUENTA 1/3

01. En los ciclos de vapor supercrticos, la temperatura de aporte de calor en el generador de vapor es con relacin a los subcrticos? Prcticamente igual. X Superior. Inferior. Depende de la potencia del ciclo.

02. La evolucin termodinmica con la que se representan los drenajes de los calentadores en un ciclo de vapor clsico es, Una isentrpica. Una isoterma. Una isobara. X Una isentlpica.

03. La utilizacin, durante el funcionamiento normal, de una turbobomba en lugar de una motobomba en los ciclos de vapor clsicos, se debe, A razones de facilidad de diseo del ciclo. A razones de inversin en la construccin y montaje del ciclo. A razones de potencia necesaria para el bombeo. X A razones de ahorro energtico.

04. El vapor a recalentar en un ciclo combinado, Es el de escape de la turbina de alta presin. Es la suma de los caudales de los tres niveles de presin. Es la suma del escape de media presin y del caudal de media presin X Es la suma del caudal de alta presin y del de media presin

05. En el ciclo de vapor de un ciclo combinado, el mximo caudal es el que hay en X La entrada a la turbina de baja presin. La entrada a la turbina de media presin. La entrada a la turbina de alta presin. La entrada al recalentador.

06. La mxima conversin en trabajo til en el escaln de una turbina se consigue cuando La velocidad absoluta de salida es tangencial. La velocidad absoluta de salida es radial. X La velocidad absoluta de salida es axial. La velocidad absoluta de salida es distinta de cero.

07. En una turbina la nica componente de la velocidad del gas que no tiene momento nulo respecto al eje es La de rotacin. La axial. La radial. X La tangencial.

08. Entre las simplificaciones de tipo general que se consideran al objeto de llegar a una formulacin sencilla, se encuentra El considerar que C1 es constante a lo largo de toda la mquina. X El considerar que Cx es constante. a lo largo de toda la mquina. El considerar que Cr es constante. a lo largo de toda la mquina. El considerar que Cu es constante. a lo largo de toda la mquina.


09. En Cualquier punto de un escaln se considera como energa total. La entalpa del gas. La energa cintica del gas. X La suma de la energa cintica y la entalpa del gas. La energa total a la entrada al escaln.

10. Cuando se representan los tringulos de velocidad de un escaln de accin basndose en el valor del grado de reaccin, se obtienen unas determinadas conclusiones que se modifican ligeramente al introducir prdidas. Cuales son? W1 = fW2 y 1 = 2 C1 = C2 y 1 = 2. X W1 = W2 y 1 = 2. fW1 = W2 y 1 = 2.

11. Cuando se representan los tringulos de velocidad de un escaln de reaccin basndose en el valor del grado de reaccin, se obtienen unas determinadas conclusiones que se modifican ligeramente al introducir prdidas. Cuales son? W1 = fW2 y 1 = 2 C1 = C2 y 1 = 2. W1 = W2 y 1 = 2. X fC1 = W2 y 1 = 2.

12. La formulacin obtenida para los escalones de accin, se basa en que los labes mviles son simtricos. Si quisiramos convertir la formulacin obtenida a labes asimtricos sustituiramos: f por cos 2/cos 1 X por cos 2/cos 1. por f cos 1/cos 2 por cos 1/cos 2

13. En el escaln de accin con dos etapas de velocidad, la rueda fija situada entre las dos mviles tiene como misin: Completar la expansin no producida en los primeros labes fijos

Absorber parte de la energa cintica del vapor Recuperar parte de la entalpa perdida en el escaln X Redireccionar el vapor

14. El rendimiento del escaln de accin con etapas de velocidad Aumenta entre el 3 y el 4 % cada vez que se aade una nueva etapa de velocidad

Aumenta entre el 4 y el 5 % cada vez que se aade una nueva etapa de velocidad Disminuye entre el 3 y el 4 % cada vez que se aade una nueva etapa de velocidad X Disminuye entre el 4 y el 5 % cada vez que se aade una nueva etapa de velocidad

15. La relacin ptima de velocidades de un escaln de reaccin es: X 2U/[(1+)cos1] U/[(1+)cos1] 2U/[(1+f)cos1] U/[(1+)cos2]

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