Actividad Individual Fase 5_termodinámica Situación Problema

PORTADA

Definición de Estados Termodinámicos y Tabla de Valores de Entropía En la Tabla 1 se presenta los datos termodinámicos de la planta de potencia planteada en el problema, los datos resaltados en fondo verde corresponde a los datos suministrados como información de la planta, algunas consideraciones empleadas para la definición de los estados son: 

La caldera es un intercambiador de calor a presión constante, por lo tanto la presión de 1 y 7 son iguales.



El condensador también es un intercambiador de calor a presión constante, por lo tanto la presión de 3 y 4 son iguales.



El mezclador abierto requiere que todas las líneas tengan la misma presión, por esta condición las presiones de 2, 5 y 6 son iguales.



Los procesos isentrópicos en cada dispositivo condicionan a que las entropías de los estados 6 y 7 sean iguales (resaltado en amarillo), así como 4 y 5 (resaltado en color naranja) y las entropías de los estados 1, 2 y 3 (color violeta).



La calidad del fluido a la entrada de cada bomba (estados 4 y 6) son cero, ya que el fluido ingresa como líquido saturado (condición dada en el problema).

Con toda esta información se dispone de dos propiedades intensivas e independientes para definir cada estado termodinámico con el software TermoGraf ®. Tabla 1: Datos termodinámicos de la planta de potencia estudiada, los valores se obtuvieron con el software TermoGraf ® (LC = Líquido comprimido y VSC= Vapor Sobrecalentado). Estado Temperatura (ºC)

Presión (kPa)

Calidad

Volumen específico (m3/kg)

Entalpía (kJ/kg)

Entropía (kJ/kg*K)

620.0000

15600

VSC

0.024616

3628.870

6.71379

242.8680

1400

VSC

0.160720

2909.590

6.71379

3

49.3794

12

0.81436

10.065100

2147.740

6.71379

4

49.3794

12

0

0.001012

207.112

0.69692

5

49.4866

1400

LC

0.001012

208.515

0.60692

6

195.0300

1400

0

0.001149

830.279

2.28455

7

196.5350

15600

LC

0.001142

846.499

2.28455

1 2

Un dato interesante se presenta al definir los estados 7 y 5, correspondientes a la salida de las bombas, la entalpía de salida puede definirse al aplicar tanto la primera ley como la definición de trabajo específico en una bomba isentrópica, mediante las formulas:

wBomba  ventrada  Psalida  Pentrada 

(1.1)

wBomba  hsalida  hentrada

(1.2)

De la ecuación (1.1) se puede obtener el trabajo específico de la bomba, y con ese valor se puede despejar de la ecuación (1.2) la entalpía de salida. Sin embargo al tener datos suficientes para definir el estado directamente (entropía y presión) mediante el software, se optó por hacerlo directamente.