1-2: compresión adiabática (no hay pérdidas de calor)

2-3: expansión isotérmica (temperatura constante)

3-4: expansión adiabática (no hay pérdidas de calor)

4-1: compresión isotérmica (temperatura constante)

Eficiencia (n): 1- TL/TH

1. Aumenta la eficiencia del ciclo

2. Aumenta la calidad del vapor a la salida de la turbina

3. Utiliza vapor de agua

4. Repite el paso por la caldera para tomar su calor

5. El calor del condensador es negativo para lo que se requiere

1. Tiene similitud con el ciclo de Carnot

2. Baja la eficiencia del ciclo al reducir la temperatura promedio de suministro de calor

3. Una solución para lo de la eficiencia sería que desde la bomba pase a la turbina para poder precalentar y quitar calor a la turbina (zona de operación peligrosa)

4. La bomba no pasa por la caldera, toma calor de una fuente externa

   
   

   Calentadores abiertos:

   1. Utiliza un mezclador para combinar el líquido de la bomba con vapor (contacto directo). El límite operacional del líquido es saturado.

   2. Se utiliza una segunda bomba para lograr subir la presión a la que funciona la caldera.

   3. Al calentar el agua disminuye el costo de calor (gasto en combustible)

   4. Aumenta la eficiencia

      
      

      Calentadores cerrados:

      1. Utiliza un intercambiador de calor (contacto indirecto)

      2. Se utilizan válvulas, lo que empeora la eficiencia.

         
         

         "LAS PLANTAS REALES UTILIZAN AMBOS TIPOS DE CALENTADORES"

Etapas:

• Compresión de la bomba (1-2): El agua liquida es bombeada desde baja a alta presión. Aumenta la presión con un pequeño aumento de temperatura.

• Calentamiento de la caldera (2-3): El agua a alta presión entra a la caldera, donde se calienta y se convierte en vapor (saturado o sobrecalentado), es un proceso isobárico, por lo que la presión se mantiene constante..

• Expansión de la turbina (3-4): El vapor se expande en la turbina, produciendo trabajo útil como energía mecánica. La presión y la temperatura disminuyen.

• Condensación en el condensador (4-1): El vapor se condensa a líquido al liberar calor hacia un medio frío. Es un proceso a presión constante. El líquido a baja presión regresa a la bomba y el ciclo se repite.

Su principal diferencia con el ciclo de Carnot, es que este ciclo es realista, dado de en el estado 2 el ciclo de Carnot requiere de mucho más trabajo (DEMASIADO), dado que comprime vapor, en cambio Rankine para este proceso comprime líquido, el cual requiere de poco trabajo.

Eficiencia en turbinas = Wturbina / (Wturbina)s --> ideal

Eficiencia de la bomba = (Wbomba)s --> ideal / Wbomba

1. Menos costosos (comparado al intercambiador de calor)

2. Mejor eficiencia en la transferencia de calor

3. Requieren una bomba extra (grande y costosa) por cada calentador.

4. Operan para eliminar gases disueltos, prevenir la corrosión en calderas y otros equipos.

Cerrados:

1. Requieren una trampa o una bomba pequeña (más económicas que las usadas en calentadores abiertos)

2. Menos eficientes que los calentadores abiertos

3. Se suelen utilizar varios en las plantas modernas

Etapas:

• Compresión adiabática (1-2): Entra aire al compresor, donde se comprime aumentando su presión y temperatura.

• Combustión a presión constante (2-3): El aire entra a una cámara de combustión.

• Expansión adiabática en la turbina (3-4): Los gases calientes se expanden en una turbina, produciendo trabajo mecánico, parte de este se impulsa al compresor.

• Rechazo de calor a presión constante (4-1): El aire residual se enfría, en plantas cerradas puede haber un intercambiador de calor.

Cerrado directo: Compresor, reactor nuclear, turbina, medio de enfriamiento

cerrado indirecto: Compresor, medio de calor (paralelo a una cámara de combustión), turbina, medio de enfriamiento.