Análisis 42: Turbina de gas. Análisis de sensibilidad (irreversibilidades)

Estudio de ciclo de potencia con turbina de gas no regenerativa. Análisis de sensibilidad.

Un caudal másico de 0.22 kg/s de un combustible líquido es introducido a 25 ºC en un quemador, que se mezcla con aire (50 % en exceso). Los productos de la combustión salen a 1550 ºC. El quemador trabaja isobáricamente a la presión de 1500 kPa. La eficiencia isoentrópica del compresor es del 88 %. Si los gases de combustión se expanden en una turbina de gas no regenerativa de rendimiento isoentrópico del 90 %.

• Benceno --> 70 % en volumen

• Etanol --> 30 % en volumen

Obtener:

1. La temperatura del aire a la entrada del quemador

2. Temperatura adiabática de la llama

3. Obtener el diagrama de Sankey

4. Obtener el diagrama de Grassmann

5. Repetir los dos últimos apartados para un exceso de aire del 30%

El modelo que utiliza el software está basado en ecuaciones termodinámicas específicamente de conservación de la masa, Primera y Segunda Ley de la Termodinámica, las cuales permiten determinar la cantidad, calidad y degradación de la energía durante los procesos. Se considera que el fluido de trabajo se comporta como un gas ideal y que su composición así como sus propiedades cambian a lo largo del ciclo debido al proceso de combustión.

El empleo de la Segunda Ley de la Termodinámica está estrechamente relacionado con el análisis de la exergía, ya que esta ley brinda los medios necesarios para determinar la calidad de la energía, así como su nivel de degradación durante un proceso.

Los procesos de combustión son altamente irreversibles incluso cuando se presenta la combustión completa ya que no producen trabajo.

Para λ=1.3: