El agua es el fluido de trabajo en un ciclo Rankine ideal. El vapor saturado entra en la turbina a 16 MPa y la presión del condensador es de 8 kPa. El caudal másico de vapor que ingresa a la turbina es de 120 kg / s.
Determinar:
(a) la potencia neta desarrollada, en kW.
(b) la tasa de transferencia de calor al vapor que pasa a través de la caldera, en kW.
(c) la eficiencia térmica.
(d) el caudal másico de agua de refrigeración del condensador, en kg/s, si el agua de refrigeración sufre un aumento de temperatura de 18 ºC con un cambio de presión despreciable al pasar a través del condensador.
Este ejemplo se resolvió usando Engineering Equation Solver, o simplemente EES, pero también se pueden usar gráficos de vapor.
"State 1" P1=16000 [kPa] s1=s4 h1=Enthalpy(Steam;s=s1;P=P1) "State 2" P2=16000 [kPa] x2=1 h2=Enthalpy(Steam;x=x2;P=P2) s2=Entropy(Steam;x=x2;P=P2) "State 3" P3=8 [kPa] s3=s2 h3=Enthalpy(Steam;s=s3;P=P3) "State 4" P4=8 [kPa] x4=0 h4=Enthalpy(Steam;x=x4;P=P4) s4=Entropy(Steam;x=x4;P=P4) "a) the net power developed, in kW." m=120 [kg/s] W_turb=m*(h2-h3) W_pump=m*(h1-h4) W_net=W_turb-W_pump "b) the rate of heat transfer to the steam passing through the boiler, in kW." Q_in=m*(h2-h1) "c) the thermal efficiency." eta_therm=W_net/Q_in "d) the mass flow rate of condenser cooling water, in kg/s, if the cooling water undergoes a temperature increase of 18 C with negligible pressure change in passing through the condenser." "The heat lost by the steam is equal to the heat gained by de water" cp_water=4,19 [kJ/kg.k] deltaT=18 [C] m*(h3-h4)=m_water*cp_water*deltaT
