Informe Centrales Termoelctricas

Integrantes: Felipe CordovaRoberto CastroDaniel GaticaSeccin: 800

IntroduccinLa primera central termoelctrica nace en Nueva York en 1882 construida con la primera estacin generadora.El principio de funcionamiento de una central trmica se basa en el intercambio de energa calrica en energa mecnica y luego en energa elctrica.Las primeras centrales que se construyeron eran mquinas de vapor a pistn, similares en su funcionamiento a una locomotora y que movan al generador

TermoelctricasLos combustibles fsiles se han utilizado desde hace dcadas en la produccin de energa.Hay varios tipos de centrales termoelctricas de las que utilizan combustibles fsiles, reciben el apelativo de convencionales o clsicas.Centrales Termoelctricas:Convencionales: -Fuel Oil - Carbn - Gas NaturalNo convencionales: - Nucleares - Solares - Geotrmicas

FuncionamientoSu funcionamiento se basa principalmente en este principio:Pasar de Energa trmica a energa mecnica y luego a energa elctrica.

Las Termoelctricas ConvencionalesEs una instalacin empleada en lageneracin de energa elctricaa partir de la energa liberada en forma decalor, normalmente mediante la combustin decombustibles fsilescomo petrleo,gas naturalo carbn. Este calor es empleado por un ciclotermodinmicoconvencional para mover un alternador y producirenerga elctrica.Caractersticas del Carbn: El carbn es un combustible fsil, de color negro, muy rico en carbono Suele localizarse bajo una capa de pizarra y sobre una capa de arena y tiza Se cree que la mayor parte del carbn fue formada durante la era carbonferaSe forma: Se origina por descomposicin de vegetales terrestres, hojas, maderas, cortezas, esporas, que se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca profundidad Los depsitos de carbn tienen frecuente asociacin de mercurio

En las cuencas carbonferas las capas de carbn estn intercaladas con otras capas de rocas sedimentarias En las cuencas hulleras se conservan, tanto en el carbn como en las rocas intercaladas, restos y marcas de vegetales terrestres que pertenecen a especies actualmente desaparecidas Tipos de CarbnEl rango de un carbn mineral se determina en funcin de criterios tales como su contenido en materia voltil, contenido en carbono fijo, humedad, poder calorfico, etc. As, a mayor rango, mayor es el contenido en carbono fijo y mayor el poder calorfico, mientras que disminuyen su humedad natural y la cantidad de materia voltil

Antracita Bituminoso bajo en voltiles Bituminoso medio en voltiles Bituminoso alto en voltiles Sub-bituminoso Lignito TurbaLa hulla es un carbn mineral de tipo bituminoso medio y alto en voltiles

Algunas aplicaciones Generacin de energa elctrica Coque Siderurgia Industrias varias Uso domestico Carboquimica 1- Amoniaco 2- Metanol Petrleo SintticoEstas dos ltimas aplicaciones antiguas son muy contaminantes y requieren mucha energa, desperdiciando as un tercio del balance energtico global. Debido a la crisis del petrleo se han vuelto a utilizarDnde se encuentra?El carbn se encuentra en casi todas las regiones del mundo, pero en la actualidad los nicos depsitos de importancia comercial estn en Europa, Asia, Australia, Sudfrica y Amrica del Norte.El carbn se puede obtener de dos formas: Minas de cielo abierto o de tajo y en minas SubterrneasGas NaturalEl gas natural es una mezcla de gases que se encuentra frecuentemente en yacimientos fsiles, no-asociado disuelto o asociado con petrleo o en depsitos de carbnAplicaciones del gas naturalEl gas natural tiene diversas aplicaciones en la industria, el comercio, la generacin elctrica, el sector residencial y el transporte de pasajerosDesventajas del petrleo y gas natural-Influencia sobre el suelo-Influencia sobre el agua-Influencia sobre la atmosferaPara solucionar estas desventajas:1- Incorporar un catalizador en los tubos de escape de los automviles de gasolina2- Utilizar filtros de catalizador en las instalaciones de combustin3- Tratar adecuadamente el agua de refrigeracin en las centrales trmicas4- Establecer medidas de seguridad5- Promover la sustitucin de estos combustibles por fuentes de energa ms limpias y renovablesLas Termoelectricas No ConvencionalesEstas pueden ser ms eficientes y menos contaminantes que las convencionales:Un ciclo combinado aprovecha an ms la energa disponible en un combustibleMediante dos mquinas generadoras de electricidad: Una turbina de gas y una turbina de vapor. Operan en ciclos termodinmicos distintos conocidos como ( Brayton y Rankyne).

Central Nuclear

Central Geotrmica:

Principales Ventajas: Es una energa renovable. La energa geotrmica es muy abundante. Es constante (24 horas al da). Relativamente limpia y barata . No depende de componentes fsiles.

Desventajas: La energa geotrmica no se puede transportar. las centrales geotrmicas son muy grandes y costosas. tiene un gran impacto visual.

Diagrama de MOLLIER

El diagrama de mollier es una representacin de las propiedades del agua y del vapor de agua.Se usa un sistema principal de coordenadas H-S (Entalpa-Entropa)

En el diagrama la lnea de saturacin (borde de la campana de cambio de fase), es una lnea de importancia. Separa la lnea del lquido saturado de la zona de vapor sobrecalentado.Dentro de la campana de cambio de fases las isbaras se confunden con las isotermas. Es decir si la condensacin es presin constante, tambin ser a temperatura constante. Una propiedad importante de estas lneas de condensacin es que son rectas.El punto de origen del diagrama de mollier (coordenadas 0) es 1 atm. De presin y 0C de temperatura. All se fija la entropa y entalpa con valor 0

Los diagramas de Mollier usuales solo representan una porcin del espacio completo H-S. Esta representacin se limita a las temperaturas y presiones ms usuales y en general se excluye la zona de lquido saturado o subsaturado.

ENTALPALa entalpa (simbolizada generalmente como "H", tambin llamada contenido de calor, y medida en la unidad "Btu/lb"), es una funcin de estado, (que slo depende de los estados inicial y final) que se define como la suma de la energa interna de un sistema termodinmico y el producto de su volumen multiplicado por la presin. La entalpa total de un sistema no puede ser medida directamente, al igual que la energa interna, en cambio, la variacin de entalpa de un sistema s puede ser medida experimentalmente. La entalpa se puede aplicar nicamente a cuerpos a presin constante.La entalpa se define mediante la siguiente ecuacin: Dnde:U es la energa interna.P es la presin del sistema.V es el volumen del sistema.La entalpa total de un sistema no puede ser medida directamente; la variacin de entalpa de un sistema s que puede ser medida en cambio. La variacin de entalpa se define mediante la siguiente ecuacin:

H es la variacin de entalpa.Hfinal es la entalpa final del sistema. En una reaccin qumica, Hfinal es la entalpa de los productos.Hinicial es la entalpa inicial del sistema. En una reaccin qumica, Hinicial es la entalpa de los reactivos.La mayor utilidad de la entalpa se obtiene para analizar reacciones que incrementan el volumen del sistema cuando la presin se mantiene constante por contacto con el entorno, provocando que se realice un trabajo mecnico sobre el entorno y una prdida de energa. E inversamente en reacciones que causan una reduccin en el volumen debido a que el entorno realiza un trabajo sobre el sistema y se produce un incremento en la energa interna del sistema.En este caso, la variacin de entalpa se puede expresar del siguiente modo:DH = DU + P DVDonde D puede indicar una variacin infinitesimal (a menudo denotada como "d") o una diferencia finita (a menudo denotada como "").Sin importar si la presin externa es constante, la variacin infinitesimal de la entalpa obedece a:dH = T dS + V dP

Siempre y cuando el nico trabajo realizado sea a travs de un cambio de volumen. La entalpa es la cantidad de calor, a presin constante, que transfiere una sustancia.Puesto que la expresin T dS siempre representa una transferencia de calor, tiene sentido tratar la entalpa como una medida del calor total del sistema, siempre y cuando la presin se mantenga constante; esto explica el trmino contenido de calor.Para una reaccin exotrmica a presin constante, la variacin de entalpa del sistema es igual a la energa liberada en la reaccin, incluyendo la energa conservada por el sistema y la que se pierde a travs de la expansin contra el entorno. Anlogamente, para una reaccin endotrmica, la variacin de entalpa del sistema es igual a la energa absorbida durante la reaccin, incluyendo la energa perdida por el sistema y la ganada a travs de la expansin contra el entorno.

Entalpa estndar o normalLa variacin de la entalpa estndar de la reaccin (denotada como H0 HO) es la variacin de entalpa que ocurre en un sistema cuando una unidad equivalente de materia se transforma mediante una reaccin qumica bajo condiciones normalesUna variacin de la entalpa estndar comn es la variacin de la entalpa estndar de formacin, que ha sido determinada para una gran cantidad de sustancias. La variacin de entalpa de cualquier reaccin bajo cualesquiera condiciones se puede computar, obtenindose la variacin de entalpa de formacin de todos los reactivos y productos. Otras reacciones con variaciones de entalpa estndar son la combustin (variacin de la entalpa estndar de combustin) y la neutralizacin (variacin de la entalpa estndar de neutralizacin).ENTROPA Concepto de entropa Caractersticas Transferencia de entropa Irreversibilidad y entropa Principio de aumento de entropa Calculo de variaciones de entropaConcepto de entropa.

Desigualdad de Clausius:La desigualdad de Clausiu es una relacin entre las temperaturas de un nmero arbitrario de fuentes trmicas y las cantidades de calor entregadas o absorbidas por ellas, cuando a una sustancia se le hace recorrer un proceso cclico arbitrario durante el cual intercambie calor con las fuentes. Esta desigualdad viene dada por:dQ / T