Foros de SóloIngeniería

- 26 Sep 2008, 14:28 #113902

Buenas tardes. Una consulta por favor:

Según estoy leyendo en un libro de Ciclos Combinados:

"Expandir el vapor vivo a una presión mayor producirá una mayor potencia en la turbina de vapor, debido al mayor salto de entalpía en la turbina de vapor"

Osea, que en ciclo combinado, cuando mayor sea la presión de generación de vapor, mayor será la potencia de la turbina de vapor. Eso es lo que pone el libro, pero nosotros estamos haciendo pruebas, y la verdad que no es eso lo que nos sale. Es decir, para el ejemplo que estamos haciendo, el salto de entalpías (de la turbina) crece desde los 50 a los 100 bares y después decrece.

¿Alguien sabe decir si me equivoco yo o se equivoca el libro? (que me imagino que no, porque los ciclos combinados de ahora los hacen hasta de 166 bares...

Gracias y un saludo.

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- 30 Sep 2008, 12:06 #114730

¿Nadie me sabe responder o es que no me he explicado bien? :-(

Por lo menos, subo el post.

Un saludo.

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- 01 Oct 2008, 09:21 #114982

¿Puede ser que hayas aumentado la presión, pero estés en la zona de líquido más vapor y el vapor no esté sobrecalentado?. Para asegurarte tienes que comprobar no sólo presión, sino también (quizá lo más fácil, temperatura), al tener dos valores, lo miras en una tabla termodinámica y compruebas.
¡Qué chulo ¿no?1, poner en marcha una turbinaca para hacer pruebas.
¿Puedes subir fotos?

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- 02 Oct 2008, 12:53 #115457

¿Puede ser que hayas aumentado la presión, pero estés en la zona de líquido más vapor y el vapor no esté sobrecalentado?. Para asegurarte tienes que comprobar no sólo presión, sino también (quizá lo más fácil, temperatura), al tener dos valores, lo miras en una tabla termodinámica y compruebas.
¡Qué chulo ¿no?1, poner en marcha una turbinaca para hacer pruebas.
¿Puedes subir fotos?

Hola!

Siento decepcionarte, pero por ahora lo único de verdad que hago es manejar tablas excel (como casi todo buen ingeniro 8-) ). En cualquier caso, muchas gracias por la ayuda. Trabajo en algo relacionado con el tema así que si encuentro alguna foto chula que pueda enseñar, la subo al foro.

Yo siempre he sabido "porque sí", que cuanto mayor es la presión de generación de una central, mayor es el rendimiento de una turbina agua vapor (particularizo para ciclos combinados,pero me imagino que ocurrirá siempre).

Cuando cogí el libro que comento, éste me lo confirmó, porque decía que el salto entalpico en la turbina era mayor cuando mayor fuese la presión. El problema es que haciendo probatinas con el excel, resulta que esto no es así, o por lo menos así siempre.

Lo que comentabas, ito, es interesante, ya que si la temperatura no es demasiado elevada, al aumentar la presión me meto poco a poco en el domo agua-vapor. De cualquier modo, este no es el caso. Creo que estoy funcionando con valores lógicos.

Haciendo probatinas con un vapor sobrecalentado a 550 ºC, hasta 175 bares más o menos se cumple. Es decir, que cuanto mayor sea la presión de generación de vapor, mayor salto entálpico. Por encima de esa presión, el salto entálpico en la turbina disminuye (¿?)

550 ºC es una buena temperatura para el vapor de un ciclo combindo. Ahora bien, para otro tipo de centrales, por ejemplo una termosolar, 400 ºC va que chuta, y a esa presión, por encima de 125 bares no se cumple. Es decir, que cuanto mas aumente la presión, menos potencia genero.

Resumiendo, que la frase de... "cuanto mayor presión del vapor generado mayor potencia da la turbina" solo se cumple a determinadas presiones y temperaturas.

¿Estáis de acuerdo con esto?.

Os dejo los cálculos que he hecho, por si alguno se entretiende echándoles un vistazo. Gracias!

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- 06 Nov 2008, 21:59 #124402

Coñios, no había visto este tema! Lo refloto después de un mes.

Que pena que no tenga a mano mis apuntes de centrales térmicas, porque éste era uno de los pocos temas de la carrera que me gustaron.

A ver, si no recuerdo mal, las turbinas de vapor se regían según el ciclo de Rankine, ¿no?
En su representación gráfica Temperatura (T: eje ordenadas) frente a Entropía (S: eje abscisas), aparecían las isobaras (líneas de presión).

La cosa se trataba de sobrecalentar el vapor siguiendo la isobara correspondiente en el diagrama.
Dentro de la campana (agua+vapor) la isobara es horizontal. Piiiiiru, al pasar a vapor sobrecalentado, siguiendo la misma isobara, la temperatura (y por ende, la entalpía; y por ende, la energía/potencia) crecía más que exponencialmente, ¿no?

Y el salto entálpico consistía en la expansión del vapor desde ese punto de salida de la turbina hasta que alcanzaba la primera isobara que entrase de nuevo en la campana, ¿verdad?

Yo creo que la explicación a lo que tu inquietud se vería mejor si representas los datos que tienes en un ciclo de Rankine, y observas la forma de las isobaras.

La clave del salto entálpico está en la "caída vertical" desde el punto de salida de la turbina, hasta el nivel de la isobara inferior (en tu caso, P_f=0,05 bar).

Para una temperatura fija, la isobara permanece constante (igual que la T) dentro de la campana, pero al salir (vapor sobresaturado), sube como un demonio.

Piiiiru, ¿qué pasa si, para la misma temperatura anterior, llegas una presión tal que, por ejemplo, al expandir (caída vertical), el punto de corte con la isobara inferior (0,05 bar) cae dentro de la campana de vapor?
¿Se vería afectado el salto entálpico entonces? ¿Sería inferior que para otra presión en la que ambos puntos de la vertical cayesen fuera de la campana de vapor?:espabilao

Ya no me acuerdo muy bien de todo esto, pero me parece un tema muy interesante, la verdad...
No sé, yo tiraría por ahí.

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- 07 Nov 2008, 09:50 #124483

Desde luego, en este foro me impresionáis cada vez más. Y tú Amenofis en particular.



Me refiero a nivel técnico, por supuesto.

NdelA: compruebo que la forera Arwen no está familiarizada con el botón "editar"

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- 08 Nov 2008, 14:56 #124784

kaiser me parece qe estamos confundiendo conceptos. El valor entalpico depende no solo de la presion, tambien de la temperatura (es más, principalmente es función de la temperatura, y para gases ideales es función unicamente de la temperatura del fluido).
Como dices habeis subido la presión de entrada a la turbina pero,,,que pasa con la temperatura de trabajo?. Consulta unas tablas termodinamicas de vapor y te llevaras una sorpresa.
Como ejemplo: vapor sobrecalentado a 350 kpa y 500ºC--->3485kj/kg
vapor sobrecalentado a 1000kpa y 400ºC--->3264Kj/kg
Como puedes ver en este caso el vapor a mas presion tiene menor entalpia qe un vapor a menor presión. El motivo: la temperatura.

Postdata: Las pipas que me estoy comiendo tienen una entalpia de 24770Kj/kg.

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- 08 Nov 2008, 16:36 #124798

Pues eso.

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- 09 Nov 2008, 11:18 #124837

kaiser me parece qe estamos confundiendo conceptos. El valor entalpico depende no solo de la presion, tambien de la temperatura (es más, principalmente es función de la temperatura, y para gases ideales es función unicamente de la temperatura del fluido).
Como dices habeis subido la presión de entrada a la turbina pero,,,que pasa con la temperatura de trabajo?. Consulta unas tablas termodinamicas de vapor y te llevaras una sorpresa.
Como ejemplo: vapor sobrecalentado a 350 kpa y 500ºC--->3485kj/kg
vapor sobrecalentado a 1000kpa y 400ºC--->3264Kj/kg
Como puedes ver en este caso el vapor a mas presion tiene menor entalpia qe un vapor a menor presión. El motivo: la temperatura.

Postdata: Las pipas que me estoy comiendo tienen una entalpia de 24770Kj/kg.

Hola! Joer... estoy profundamete congratulado que al final salgan los comentarios. Los tengo muy en cuenta, gracias!!!!

Piiiiiiru.... yo creo que no estoy confundiendo ningún concepto, aunque estoy totalmente de acuerdo con vosotros, la entalpía depende de la presión y la temperatura.

De hecho, si véis en los numeritos que puse antes, veréis que en los dos casos, la temperatura del "foco caliente" es constante, 550 ºC para el diclo combinado y 375 ºC en la termosolar, y lo único que hago es aumentar la presión, y lo cachondo es que, cuando vas aumentando la presión (a tª constante)... ¿disminuye la entalpía? (eso no me lo esperaba...)

Resumiendo... que no me queda más remedio, en base a los numeritos de antes, que seguir pensando lo que puse en el anterior email, que cuanto mayor del vapor generado presión más rendimiento, aunque solo para un determinado rango (a partir del cual, el salto entálpico en la turbina decrece)

Y volviendo a repetir, sé que esto que he dicho está mal, porque la experiencia me dice lo contrario, pero no tengo ni idea por quéeee!!! ¡¡SOS!! :-)

Venga, gracias y a darle al coco!!!

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- 09 Nov 2008, 21:07 #124888

Hay algo curioso en el comportamiento del vapor que se observa perfectamente en un diagrama de Mollier. Comentas que aumentando la preison a temp. constante "llegado un punto" disminuye la entalpía. Esto no es del todo correcto kaiser. Estudiando el diagrama detenidamente observaras 3 etapas bien diferenciadas. Tomo como referencia los 550ºC del foco caliente.
1.)VARIACION DE ENTALPIA A BAJAS PRESIONES
-entalpia del vapor a 550ºc y 1kpa (ya ves qe presión mas ridícula):
35963.3kj/kg
-entalpia de vapor a 550ºC y 10kpa (una presión casi tan ridicula
como la anterior): 35963.2Kj/kg...ha bajado una decima!!.
hasta valores de presion aproximadamente de unos 2mpa(20bares) la
entalpia va decreciendo poco a poco.
2.)VARIACION DE ENTALPIA A ALTA PRESION. a partir de aprox 20
bares hasta 3000 bares la entalpia baja muy rapidamente hasta un
minimo de aprox. 2200kj/kg. (digo aprox. porqe estoy ojeando el
diagrama)
3.)VARIACION DE ENTALPIA A MUY ALTAS PRESIONES. A partir de 3000
bares aprox la entalpía SUBE! sin control.

Como ves kaiser la cosa no es tan sencilla como parece (a mi tambien
me ha sorprendido). Una ligera bajada, una bajada muy pronunciada y
una subida sin control!.
Ahora bien, porque se comporta el vapor de esta manera?¿?...No tngo ni puta idea. Lo que me parece claro es que hay qe mantener al vapor lejos d temperaturas de saturación y punto critico para mejorar su valor entalpico, o dicho de otra forma, que se comporte lo mas parecido a un gas ideal.

P.D. Consulta un diagrama de mollier de agua para contrastar mis indigaciones.

Espero haberte ayudado con esta "chapa". Saludos Kaiser.

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- 09 Nov 2008, 21:25 #124890

Por cierto, comentas que hasta 175 bares se cumple "mas o menos" que subiendo la presión mejora el salto entalpico, osease, el rendimiento del ciclo. Quizás por diseño de la maquina te de mayor potencia hasta 175 bares, pero t puedo asegurar que subiendo hasta 175 bares la presion del vapor a la entrada de la maquina lo unico qe hace la entalpía es bajar!!!
-entalpía 550ºC 1 bar--->3595kj/kg
-entalpía 550ºC 175 bares--->3421Kj/kg
Saludos de nuevo

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- 14 Nov 2008, 10:25 #126429

Buff.. sin mis apuntes de termodinámica en mano y sin trabajar con las tablas de vapor lo que voy a decirte es puramente intuitivo. La lógica termodinámica indica que los valores entálpicos aumentan con la temperatura, con lo cual una determinada cantidad de vapor aumentará su entalpía específica con la temperatura. Claro está que en un ciclo de vapor Rankine simple (lo cual no se cumple en la realidad y mucho menos en centrales de tipo combinado, que tienen varias extracciones intermedias de vapor, reciculaciones y expansiones sucesivas según presiones en las turbinas porque JAMAS debe entrar condensado en la turbina para generar trabajo) la liberación energética depende mucho de la transición dentro de la campana de los diagramas de Mollier, la cual se estrecha a mayores presiones (hablo de diagramas T-S), por lo que puede que si te vas a valores muy extremos, los resultados en saltos de entalpías se te tergiversen un poco.
De todos modos, ¿has comprobado si las correlaciones que usas en Excel coinciden con tablas bibliográficas?, a ver si es que los valores sobre los que estás trabajando no son del todo exactos... (supongo que lo habrás mirado ya).

El problema merece una pensada, desde luego, un saludo

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- 15 Nov 2008, 10:49 #126733

Bueno, bueno... este foro empieza a molar :-)

Miskhin, lo que has dicho es interesante, y desde luego a partir de ahora ya me creo lo del comportamiento del vapor con la presión y la temperatura. Si es que no hay nada como volver a los libros de termo de la carrera, debería hacerlo más a menudo :-) (diagrama de Mollier... ni me acordaba qué es eso).

Ahora bien, desgraciadamente, lo que me comentas no me resuelve la duda, de: "Por qué al aumentar la presión del agua de alimentación mejor el rendimiento".

Tienes razón además en tu segundo email que te extraña que diga que la turbina produce más potencia cuando aumentas la presión, ¡si la entalpía al aumentar la presión y mantener la temperatura constante disminuye!... cierto, pero a mí lo que me interesa es el salto de entalpías entre la entrada y salida de la turbina de vapor , y aunque la entalpía del foco caliente disminuye, en ese rango de presiones que hablaba antes, la entalpía del foco frío disminuye aún más, y por tanto el salto de entalpías aumenta.

Estos datos los puedes ver en el excel de arriba.

Ay... que complicado es esto :-)

Bueno, alguien se le ocurre algo más?

Un saludo!! (por cierto, este es un foro muuuuuy friki...)

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- 14 Dic 2008, 17:51 #133520

Hola, soy nuevo en este foro y la verdad que me parece interesante todo lo que estais comentando sobre las turbinas, yo la verdad que algo de experiencia he tenido con las turbinas en las centrales termicas, y me he animado a subiros una de las fotos (todas hechas por mi) que hice en una revisión.

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- 03 Ene 2009, 20:53 #135903

Siento mucho no haber visto este tema antes para intentar ayudarte. Trabajo en un ciclo combinado y creo que podríamos haber llegado a una conclusión poco a poco. Te comentaré varios temas por si te dan otro punto de vista y ya me comentas.

1. Es absolutamente lógico que, a temperatura constante, la entalpía del vapor disminuya cuando aumenta la presión: h = u + pv. Si temperatura constante --> u = cte, y el término pv disminuye al aumentar la presión, ya que la tasa de reducción del volúmen específico es mayor que la de aumento de presión.

2. Para generar trabajo lo más importante no es la entalpía del fluido (energía total) sino que esa energía esté organizada (baja entropía), ya que si tiene alta entropía no tiene capacidad para generar trabajo. Como simil: imaginate dos grupos de personas jugando al juego de la cuerda (un grupo tira en una dirección y otro en otra). La energía total disponible es muy elevada, pero no estamos organizados para egenerar trabajo (cada grupo tira en una dirección opuesta). Imagina ahora dos personas tirando en una misma dirección --> generan mas trabajo porque están organizados, aunque la energía total disponible es menor. Para ver esto termodinámicamente, observa este ejemplo: imagina que tienes un vapor (1) a 1 bar y 550ºC --> h = 3600 kJ/kg y otro vapor (2) a a 100 bar y 435ºC --> h = 3200 kJ/kg. El primer vapor tiene una alta entalpía, pero tiene mucha entropía y por tanto no sirve para generar trabajo, en todo caso, será muy útil para transferir calor (calentar). Este es el caso de los gases de escape de la Turbina de Gas de un ciclo combinado (1 bar y 600ºC), que se usan en una caldera de recuperación de calor para generar un fluido (vapor) con capacidad de generar trabajo (alta presión y temperatura). El otro vapor (2) tiene menor entalpía, pero puede expandir y por tanto generar trabajo, es decir, tiene menor entropía que el vapor (1).

3. Lo siento... tengo que ir a trabajar.. sigo en otro momento.[/b]

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