º
Rendimiento neto del grupo en función de rendimientos parciales y factores
1/fa
hem
h(TBC)
1/fg
h(cald)
1/fc
Rendimiento neto del grupo en función de rendimientos parciales y factores
1/fa
hem
h(TBC)
1/fg
h(cald)
1/fc
Consumos específicos
Son la inversa de cada uno de los rendimientos respectivos anteriormente definidos: ?(TBC), ?(TNC), ?(BG), ?(NG).
Consumo específico bruto del ciclo, CEBC
Consumo específico neto del ciclo, CENC
Consumo específico bruto del grupo, CEBG
Consumo específico neto del grupo, CENG
Balance termoeconómico
Para no distraer la atención en un momento del desarrollo, estudiemos previamente lo que ocurre en las tuberías, tanto respecto al intercambio de calor como al rozamiento de flujo.
En el capítulo V se hizo el estudio a efectos de cálculo; se trata ahora de hacerlo a efectos de comprobación en una central ya instalada, en la que se pueden medir parámetros.
Cálculo para tuberías dentro de la caldera
Puede servirnos para el economizador, el sobrecalentador y el recalentador.
En ellos el flujo aumenta su exergía por la recepción de calor, pero disminuye algo a causa del rozamiento.
El estado 3 va a ser un estado ficticio, que tiene la entalpía de 2 y la presión de 1 (por suponer ausencia de rozamientos).
Cálculo para tuberías dentro de la caldera
Exergía destruida por rozamiento
Cálculo para tuberías dentro de la caldera
Exergía destruida por rozamiento
Variación de exergía
Cálculo para tuberías dentro de la caldera
Exergía destruida por rozamiento
Exergía recibida con el calor
Variación de exergía
Cálculo para tuberías fuera de la caldera
Exergía destruida por rozamiento
Cálculo para tuberías fuera de la caldera
Exergía destruida por rozamiento
Exergía total destruida
Cálculo para tuberías fuera de la caldera
Exergía destruida por rozamiento
Exergía destruida con el calor
Exergía total destruida
EJERCICIO
Tubería que conecta el sobrecalentador con la turbina de alta en la Central Térmica de Puente Nuevo de Córdoba. Calcular la exergía destruida a causa del rozamiento y a causa de la pérdida de calor con los datos medidos en un determinado instante:
Resultados Propagua
Agua (líquido y/o vapor): Propiedades de estados introducidos
—————————————————————————————————————————————
est.½ título presión tempe- entalpía entropía volumen exergía
½ absoluta ratura específica específica específico entálpica
n° ½ x p t h s v e
½ bar °C kJ/kg kJ/kg K dm³/kg kJ/kg
—————————————————————————————————————————————
1 ½ V 164,070 546,30 3423,21 6,45357 20,5872 1534,20
2 ½ V 160,830 544,00 3420,37 6,45833 20,9631 1529,97
3 ½ V 164,070 545,27 3420,37 6,45011 20,5477 1532,38
RESULTADOS DEL EQUIPO 1: TUBERÍA (total)
———————————————————————————————————
estado ½ caudal potencia potencia
½ másico entálpica exergética
n° ½ m m·h m·e
½ kg/s kW kW
———————————————————————————————————
1 (e) ½ 256,300 877368,062 393216,656
2 (s) ½ 256,300 876641,688 3921132,000
åm·h(entrantes) = 877368,0625 kW ü åm·h(ent)-åm·h(sal)= 726,37 kW
åm·h(salientes) = 876641,6875 kW þ
åm·e(entrantes) = 393216,6562 kW ü åm·e(ent)-åm·e(sal)= 1084,66 kW
åm·e(salientes) = 392132,0000 kW þ
RESULTADOS DEL EQUIPO 2: TUBERÍA (sólo rozamiento)
———————————————————————————————————
estado ½ caudal potencia potencia
½ másico entálpica exergética
n° ½ m m·h m·e
½ kg/s kW kW
———————————————————————————————————
2 (s) ½ 256,300 876641,688 392132,000
3 (e) ½ 256,300 876641,688 392750,000
åm·h(entrantes) = 876641,6875 kW ü åm·h(ent)-åm·h(sal)= 000,00 kW
åm·h(salientes) = 876641,6875 kW þ
åm·e(entrantes) = 392750,0000 kW ü åm·e(ent)-åm·e(sal)= 618,00 kW
åm·e(salientes) = 392132,0000 kW þ
Exergía destruida por rozamiento
RESULTADOS DEL EQUIPO 2: TUBERÍA (sólo rozamiento)
———————————————————————————————————
estado ½ caudal potencia potencia
½ másico entálpica exergética
n° ½ m m·h m·e
½ kg/s kW kW
———————————————————————————————————
2 (s) ½ 256,300 876641,688 392132,000
3 (e) ½ 256,300 876641,688 392750,000
åm·h(entrantes) = 876641,6875 kW ü åm·h(ent)-åm·h(sal)= 000,00 kW
åm·h(salientes) = 876641,6875 kW þ
åm·e(entrantes) = 392750,0000 kW ü åm·e(ent)-åm·e(sal)= 618,00 kW
åm·e(salientes) = 392132,0000 kW þ
Exergía destruida por rozamiento
Exergía destruida con el calor perdido
CONSIDERACIONES TERMOECONÓMICAS
a) La exergía del combustible coincide prácticamente con su energía calorífica,
pues la exergía destruida en la combustión, dependiendo de la temperatura del lugar, será toda (temperatura ambiente) o nada (temperatura infinita). En la realidad resulta un proceso altamente irreversible.
b) También en la caldera se produce el paso directo de calor de los humos al vapor de agua, lo que origina una destrucción de exergía importante por la gran diferencia de temperatura entre ambos flujos.
Sea cual fuere la temperatura del hogar, la suma
de estas dos pérdidas va a ser la misma.
Consideraciones termoeconómicas
b) También en la caldera se produce el paso directo de calor de los humos al vapor de agua, lo que origina una destrucción de exergía importante por la gran diferencia de temperatura entre ambos flujos.
Sea cual fuere la temperatura del hogar, la suma
de estas dos pérdidas va a ser la misma.
c) Una tercera destrucción de exergía en la caldera es la que se
pierde con los humos que expulsa la chimenea.
Consideraciones termoeconómicas
La exergía aprovechada será la diferencia entre el trabajo técnico de la turbina y el trabajo técnico de las bombas de alimentación. Y ésta será igual al aumento de exergía que sufre el vapor en la caldera, menos la destruida en el circuito del vapor.
Para conseguir este trabajo hemos necesitado soportar todas las pérdidas señaladas. Quiere decir, que, desde el punto de vista económico, vale lo mismo la exergía del combustible que el trabajo obtenido:
Consideraciones termoeconómicas
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