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TERMODINÁMICA TÉCNICA
MÓDULO I
TERMODINÁMICA
TERMODINÁMICA TÉCNICA 2
TEMA 4
CICLOS TERMODINÁMICOS
TERMODINÁMICA TÉCNICA 3
Definición
▪ Transformación cerrada (sucesión de varias
transformaciones abiertas) el estado final recupera las
condiciones iniciales.
▪ Reproducen el comportamiento cíclico del fluido de trabajo
de una máquina térmica motora o generadora durante su
funcionamiento.
Ciclo termodinámico
TERMODINÁMICA TÉCNICA 4
Ciclo termodinámico
Clasificación (I):
a) Ciclos directos (de potencia) → Recorren, en sentido horario,
los diagramas típicos de representación (p-v, T-s, h-s).
• De aplicación a máquinas térmicas.
b) Ciclos inversos (de compresión y/o refrigeración) →Recorren
los diagramas típicos (p-h, h-s, T-s) en sentido antihorario.
• De aplicación a máquinas compresoras y/o frigoríficas.
TERMODINÁMICA TÉCNICA 5
Ciclo termodinámico
Clasificación (II):
a) Ciclos para sistemas cerrados → En algún momento el fluido
está confinado.
• De aplicación a máquinas de desplazamiento positivo.
• Diagrama p-v.
b) Ciclos para sistemas abiertos → El fluido se pierde (Circuito
abierto) o se recircula (Circuito cerrado).
• De aplicación a máquinas de flujo continuo.
• Diagramas T-s o h-s (p-h para inversos).
TERMODINÁMICA TÉCNICA 6
Ciclo termodinámico
Clasificación (III):
a) Ciclos de fluido no condensable → El fluido no cambia de
fase (siempre en fase gas).
• De aplicación a máquinas de desplazamiento positivo y
de flujo continuo.
b) Ciclos de fluido condensable → El fluido cambia de fase
durante el ciclo. En un tramo del ciclo el fluido es líquido y en el
otro es vapor.
• De aplicación a máquinas de flujo continuo.
• Diagramas T-s o h-s (p-h para inversos).
TERMODINÁMICA TÉCNICA 7
CICLOS DIRECTOS
SISTEMAS CERRADOS
FLUIDO NO CONDENSABLE
TERMODINÁMICA TÉCNICA 8
Ciclo Carnot (1829)
Etapas del ciclo:
1 – 2: EXPANSIÓN ADIABÁTICA
2 – 3: COMPRESIÓN ISOTERMA
3 – 4: COMPRESIÓN ADIABÁTICA
4 – 1: EXPANSIÓN ISOTERMA
𝜂𝐶 =
𝑊
𝑛
𝑄𝑎
=
𝑄𝑎 − 𝑄𝑐
𝑄𝑎
Ciclos directos - sistemas cerrados- fluido no condensable
𝜂𝐶 = 1 −
𝑇𝑓𝑓
𝑇𝑓𝑐
TERMODINÁMICA TÉCNICA 9
Ciclos directos - sistemas cerrados- fluido no condensable
Ciclo Otto (1876) o de suministro de calor a volumen constante
Qa
Qc
T
s
1
2
4
3
Etapas del ciclo:
1 – 2 COMPRESIÓN ADIABÁTICA
(ISOENTRÓPICA)
2 – 3 CALENTAMIENTO ISÓCORO
3 – 4 EXPANSIÓN ADIABÁTICA
(ISOENTRÓPICA)
4 – 1 ENFRIAMIENTO ISÓCORO
𝜂 =
𝑊
𝑛
𝑄𝑎𝑏𝑠
= 1 −
𝑄𝑐𝑒𝑑
𝑄𝑎𝑏𝑠
= 1 −
𝑞𝑐𝑒𝑑
𝑞𝑎𝑏𝑠
= 1 −
𝑐𝑣 𝑇4 − 𝑇1
𝑐𝑣 𝑇3 − 𝑇2
= 1 −
1
𝑟𝑣
𝛾−1
𝑟𝑣 =
𝑉
𝑚𝑎𝑥
𝑉𝑚𝑖𝑛
=
𝑉1
𝑉2
=
𝑉4
𝑉3
Relación de compresión volumétrica
TERMODINÁMICA TÉCNICA 10
Ciclos directos - sistemas cerrados- fluido no condensable
Ciclo Otto
TERMODINÁMICA TÉCNICA 11
Ciclos directos - sistemas cerrados-fluido no condensable
Ciclo Diesel (1892) o de suministro de calor a presión constante
𝜂 = 1 −
𝑄𝑐𝑒𝑑
𝑄𝑎𝑏𝑠
= 1 −
𝑞𝑐𝑒𝑑
𝑞𝑎𝑏𝑠
= 1 −
𝑐𝑣 𝑇4 − 𝑇1
𝑐𝑝 𝑇3 − 𝑇2
= 1 −
𝛽𝛾
− 1
𝛾𝑟𝑣
𝛾−1
(𝛽 − 1)
𝛽 =
𝑉𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙_𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑜_𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛_𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟
𝑉𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜_𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑜_𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛_𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟
=
𝑉3
𝑉2
Relación de expansión a presión constante
𝑟𝑣 =
𝑉
𝑚𝑎𝑥
𝑉𝑚𝑖𝑛
=
𝑉1
𝑉2
Relación de compresión volumétrica
Etapas del ciclo:
1 – 2 COMPRESIÓN ADIABÁTICA
(ISOENTRÓPICA)
2 – 3 CALENTAMIENTO ISÓBARO
3 – 4 EXPANSIÓN ADIABÁTICA
(ISOENTRÓPICA)
4 – 1 ENFRIAMIENTO ISÓCORO
TERMODINÁMICA TÉCNICA 12
Ciclos directos - sistemas cerrados-fluido no condensable
Ciclo Seiliger (1910) con suministro dual o mixto de calor
Etapas del ciclo:
1 – 2 COMPRESIÓN ISOENTRÓPICA
2 – 3 CALENTAMIENTO ISÓCORO
3-3A CALENTAMIENTO ISÓBARO
3 – 4 EXPANSIÓN ISOENTRÓPICA
4 – 1 ENFRIAMIENTO ISÓCORO
Relación de expansión a presión constante
Grado de elevación de presión a volumen constante
TERMODINÁMICA TÉCNICA 13
CICLOS DIRECTOS
SISTEMAS ABIERTOS
FLUIDO NO CONDENSABLE
CIRCUITO CERRADO
TERMODINÁMICA TÉCNICA 14
Ciclo Ericsson (1833). Ciclo Brayton
Etapas del ciclo:
1 – 2 COMPRESIÓN ISOENTRÓPICA
2 – 3 CALENTAMIENTO ISÓBARO
3 – 4 EXPANSIÓN ISOENTRÓPICA
4 – 1 ENFRIAMIENTO ISÓBARO
Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable-
circuito cerrado
Q
Q
W
W
c
a
t
c
1
2 3
4
T
urbina
Compresor
𝜂 =
ሶ
𝑊
𝑛
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
ሶ
𝑊𝑡 − ሶ
𝑊
𝑐
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
𝑤𝑡 − 𝑤𝑐
𝑞𝑎𝑏𝑠
=
(ℎ3−ℎ4) − (ℎ2−ℎ1)
(ℎ3−ℎ2)
𝜂 = 1 −
ሶ
𝑄𝑐𝑒𝑑
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
= 1 −
𝑞𝑐𝑒𝑑
𝑞𝑎𝑏𝑠
= 1 −
(ℎ4 − ℎ1)
(ℎ3 − ℎ2)
𝜂 = 1 −
𝑐𝑝 𝑇4 − 𝑇1
𝑐𝑝 𝑇3 − 𝑇2
≈ 1 −
(𝑇4 − 𝑇1)
(𝑇3 − 𝑇2)
𝜂 = 1 −
1
𝑟𝑝
𝛾−1
𝛾
Qa
Qc
T
s
1
2
4
3
Relación de
presiones
Qa
Qc
p
1
2
4
3
v
𝑟𝑝 =
𝑝𝑚á𝑥
𝑝𝑚𝑖𝑛
𝑞𝑐
𝑞𝑎
𝑞𝑎
𝑞𝑐
𝑤𝑐
𝑤𝑡
𝑞𝑎
𝑞𝑐
TERMODINÁMICA TÉCNICA 15
CICLOS DIRECTOS
SISTEMAS ABIERTOS
FLUIDO NO CONDENSABLE
CIRCUITO ABIERTO
TERMODINÁMICA TÉCNICA 16
Ciclo Brayton (1872)
Etapas del ciclo:
1 – 2 COMPRESIÓN ISOENTRÓPICA
2 – 3 CALENTAMIENTO ISÓBARO
3 – 4 EXPANSIÓN ISOENTRÓPICA
4 – 1 ENFRIAMIENTO ISÓBARO
Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable-
circuito abierto
Turbogenerador
Turborreactor
Turbofán
TERMODINÁMICA TÉCNICA 17
Ciclo Brayton (1872)
Etapas del ciclo:
1 – 2 COMPRESIÓN ISOENTRÓPICA
2 – 3 CALENTAMIENTO ISÓBARO
3 – 4 EXPANSIÓN ISOENTRÓPICA
4 – 1 ENFRIAMIENTO ISÓBARO
Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable-
circuito abierto
𝜂 =
ሶ
𝑊𝑛𝑒𝑡𝑜
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
ሶ
𝑊𝑡𝑢𝑟𝑏 − ሶ
𝑊
𝑐
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
𝑤𝑡𝑢𝑟𝑏 − 𝑤𝑐
𝑞𝑎𝑏𝑠
=
(ℎ3−ℎ4) − (ℎ2−ℎ1)
(ℎ3−ℎ2)
𝜂 = 1 −
𝑐𝑝 𝑇4 − 𝑇1
𝑐𝑝 𝑇3 − 𝑇2
≈ 1 −
(𝑇4 − 𝑇1)
(𝑇3 − 𝑇2)
𝜂 = 1 −
1
𝑟𝑝
𝛾−1
𝛾
𝜂 = 1 −
ሶ
𝑄𝑐𝑒𝑑
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
= 1 −
𝑞𝑐𝑒𝑑
𝑞𝑎𝑏𝑠
= 1 −
(ℎ4 − ℎ1)
(ℎ3 − ℎ2)
Relación de
presiones
𝑟𝑝 =
𝑝𝑚á𝑥
𝑝𝑚𝑖𝑛
𝑞𝑎
𝑞𝑐
𝑞𝑎
𝑞𝑐
𝑤𝑐
𝑤𝑡
TERMODINÁMICA TÉCNICA 18
Ciclo Brayton con regeneración
Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable-
circuito abierto
𝜂 = 1 −
ሶ
𝑄𝑐𝑒𝑑
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
= 1 −
𝑞𝑐𝑒𝑑
𝑞𝑎𝑏𝑠
≈ 1 −
(𝑇𝑏 − 𝑇1)
(𝑇3 − 𝑇𝑎)
Eficacia del
regenerador
𝜀𝑅 =
Δ𝑇 𝑟𝑒𝑔
Δ𝑇 𝑚á𝑥 𝑟𝑒𝑔
=
𝑇𝑎 − 𝑇2
𝑇4 − 𝑇2
=
𝑇4 − 𝑇𝑏
𝑇4 − 𝑇2
Qa
Qc
T
s
1
2
4
3
a
Ta
T2
T4
b Tb
𝑞𝑎
𝑞𝑐
W
W
t
c
1
2 a 3
4
T
urbina
Comp.
C.C.
b
𝑤𝑐
𝑤𝑡
TERMODINÁMICA TÉCNICA 19
Ciclo Brayton con recalentamiento y enfriamiento intermedio
Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable-
circuito abierto
𝜂 =
ሶ
𝑊
𝑛
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
𝑤𝑡𝑢𝑟𝑏 − 𝑤𝑐
𝑞𝑎𝑏𝑠
≈
(𝑇3−𝑇4) + (𝑇3´−𝑇4´) − (𝑇2−𝑇1) − (𝑇2´−𝑇1´)
(𝑇3−𝑇2´) + (𝑇3´−𝑇4)
Qa
Qc
T
s
1
2’
4’
3
2
1’
4
3’
Q ’
a
Q ’
c
𝑞𝑎
𝑞𝑎´
𝑞𝑐
𝑞𝑐´
Q’
Q
Q’
W
W
W
W W
c
a
a
t
cb
tb
ca ta
2
2’ 3
3’
1
1’
4’
4
C.B. T
.B.
C.A. T
.A.
C.C.
C.C.
𝑞𝑎
𝑞𝑎´
𝑤𝑐𝑏
𝑤𝑡𝑏
𝑤𝑡𝑎
𝑤𝑐𝑎
𝑞𝑐´
TERMODINÁMICA TÉCNICA 20
Ciclo Brayton con recalentamiento y enfriamiento intermedio
Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable-
circuito abierto
Q’
Q Q’
W
W + W
W + W
c
a a
t
cb
tb ta
ca
2
2’ 3 3’
1
1’
4’
4
C.B. T
.B.
C.A. T
.A.
T
.A.
C.C. C.C.
𝑞𝑎 𝑞𝑎´
𝑤𝑐𝑏 + 𝑤𝑐𝑎
𝑤𝑡𝑎 + 𝑤𝑡𝑏
𝑞𝑐´
TERMODINÁMICA TÉCNICA 21
Ciclo Brayton
regenerativo con
recalentamiento
y enfriamiento
intermedio
Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable-
circuito abierto
1´
2´
𝑎
1
2
4
4´
3´
3
𝑏
1 1´
2´
𝑎
3 4 3´ 4´
𝑏
𝑞𝑎 𝑞𝑎´
𝑞𝑐´
𝑞𝑎
𝑞𝑎´
𝑞𝑐´
𝑞𝑐
TERMODINÁMICA TÉCNICA 22
Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable-
circuito abierto
Esquema y diagrama de un
ciclo Brayton de turbina de
gas con tres
escalonamientos de
compresión, dos
refrigeraciones, dos etapas
de expansión con un
recalentamiento y
regeneración
TERMODINÁMICA TÉCNICA 23
CICLOS DIRECTOS
SISTEMAS ABIERTOS
FLUIDO CONDENSABLE
CIRCUITO CERRADO
TERMODINÁMICA TÉCNICA 24
Punto crítico
Isóbaras
Isoentálpicas
Líneas de título
Líneas densidad cte
TERMODINÁMICA TÉCNICA 25
Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable-
circuito cerrado
Ciclo de Carnot
Etapas del ciclo:
1 – 2 COMPRESIÓN ADIABÁTICA Y REVERSIBLE (ISOENTRÓPICA)
2 – 3 EXPANSIÓN ISOTERMA (Absorción de calor)
3 – 4 EXPANSIÓN ADIABÁTICA Y REVERSIBLE (ISOENTRÓPICA)
4 – 1 COMPRESIÓN ISOTERMA (cesión de calor)
TERMODINÁMICA TÉCNICA 26
Ciclo de Carnot
• Ciclo termodinámico de mayor rendimiento trabajando entre las
mismas temperaturas extremas:
Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable-
circuito cerrado
𝜂 =
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠 − ሶ
𝑄𝑐𝑒𝑑
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
= 1 −
ሶ
𝑄𝑐𝑒𝑑
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
= 1 −
ሶ
𝑚 ∙ 𝑞𝑐𝑒𝑑
ሶ
𝑚 ∙ 𝑞𝑎𝑏𝑠
= 1 −
ሶ
𝑚(ℎ4 − ℎ1)
ሶ
𝑚(ℎ3 − ℎ2)
= 1 −
(ℎ4 − ℎ1)
(ℎ3 − ℎ2)
𝜂 =
ሶ
𝑊
𝑛
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
ሶ
𝑊𝑡 − ሶ
𝑊𝑏
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
ሶ
𝑚 ℎ3 − ℎ4 − ሶ
𝑚(ℎ2 − ℎ1)
ሶ
𝑚(ℎ3 − ℎ2)
=
ℎ3 − ℎ4 − (ℎ2 − ℎ1)
(ℎ3 − ℎ2)
=
𝑤𝑡 − 𝑤𝑏
𝑞𝑎𝑏𝑠
TERMODINÁMICA TÉCNICA 27
1
2 3
4
Posibles mejoras
TERMODINÁMICA TÉCNICA 28
Ciclo de Carnot
Imposibilidad en la practica:
❑ Imposibilidad finalizar condensación en punto 1
❑ Compresión de vapor húmedo (problemas en bomba)
❑ Expansión de vapor húmedo (problemas en turbina)
❑ T absorción de calor limitada por TC (374,15 ºC)
❑ T cesión calor muy baja → posibilidad sólido y fugas
Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable-
circuito cerrado
TERMODINÁMICA TÉCNICA 29
Ciclo de Rankine
Etapas del ciclo:
1 – 2 COMPRESIÓN ISOENTRÓPICA
2 – 4 ABSORCIÓN DE CALOR ISÓBARA
4 – 5 EXPANSIÓN ISOENTRÓPICA
5 – 1 CESIÓN DE CALOR ISÓBARA
Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable-
circuito cerrado
𝜂 =
ሶ
𝑊
𝑛
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
ሶ
𝑊𝑡 − ሶ
𝑊𝑏
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
𝑤𝑡 − 𝑤𝑏
𝑞𝑎𝑏𝑠
𝜂 =
ℎ4 − ℎ5 − ℎ2 − ℎ1
ℎ4 − ℎ2
4
5
𝑞𝑎
𝑞𝑐
TERMODINÁMICA TÉCNICA 30
1
2
4
5
TERMODINÁMICA TÉCNICA 31
Mejoras del ciclo de Rankine
✓ Sobrecalentamiento del vapor
Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable-
circuito cerrado.
𝜂 =
ℎ5 − ℎ6 − ℎ2 − ℎ1
ℎ5 − ℎ2
𝜂 =
ሶ
𝑊
𝑛
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
ሶ
𝑊𝑡 − ሶ
𝑊𝑏
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
𝑤𝑡 − 𝑤𝑏
𝑞𝑎𝑏𝑠
𝑞𝑎
𝑞𝑐
TERMODINÁMICA TÉCNICA 32
1
2
5
6
TERMODINÁMICA TÉCNICA 33
Mejoras del ciclo de Rankine
✓ Recalentamiento intermedio
Caldera
T
urbina
Bomba
1
2 5
6
7
8
condensador
T
VA
T
VB
Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable-
circuito cerrado
𝜂 =
ሶ
𝑊
𝑛
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
ሶ
𝑊𝑡 − ሶ
𝑊𝑏
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
𝑤𝑡 − 𝑤𝑏
𝑞𝑎𝑏𝑠
𝜂 =
ℎ5 − ℎ6 + ℎ7 − ℎ8 − ℎ2 − ℎ1
ℎ5 − ℎ2 + ℎ7 − ℎ6
TERMODINÁMICA TÉCNICA 34
1
2
5
6
7
8
TERMODINÁMICA TÉCNICA 35
Mejoras del ciclo de Rankine
✓ Regeneración
Caldera
Bombas
P
recalentadores
1
1
1’
2
2
2’
,,
,,
5
a
b
6
condensador
T
V
Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable-
circuito cerrado
TERMODINÁMICA TÉCNICA 36
Mejoras del ciclo de Rankine
✓ Regeneración
Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable-
circuito cerrado
Caldera
Bombas
P
recalentadores
1
1
1’
2
2
2’
,,
,,
5
a
b
6
condensador
T
V
𝛼𝑎 =
ሶ
𝑚𝑎
ሶ
𝑚𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
𝛼𝑏 =
ሶ
𝑚𝑏
ሶ
𝑚𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
5
6
Kg/s
𝛼𝑎
1 − 𝛼𝑎 −𝛼𝑏
1 − 𝛼𝑎
𝛼𝑏
1 kg/s
𝜂 =
ℎ5 − ℎ𝑎 + 1 − 𝛼𝑎 ℎ𝑎 − ℎ𝑏 + 1 − 𝛼𝑎 − 𝛼𝑏 ℎ𝑏 − ℎ6 − ℎ2´´ − ℎ1´´ + 1 − 𝛼𝑎 ℎ2´ − ℎ1´ + 1 − 𝛼𝑎 − 𝛼𝑏 ℎ2 − ℎ1
ℎ5 − ℎ2´´
TERMODINÁMICA TÉCNICA 37
CICLOS INVERSOS
SISTEMAS ABIERTOS
FLUIDO CONDENSABLE
CIRCUITO CERRADO
TERMODINÁMICA TÉCNICA 38
Ciclos inversos-sistemas abiertos-fluido condensable-
circuito cerrado
✓ El trabajo neto del ciclo es negativo.
✓ Se utilizan fluidos condensables para aprovechar el hecho de
que al comprimirlos aumenta su temperatura de saturación.
• Refrigeración:
ε𝑟𝑒𝑓 =
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
ሶ
𝑊
=
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
ሶ
𝑄𝑐𝑒𝑑 − ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
𝑞𝑎𝑏𝑠
𝑞𝑐𝑒𝑑 − 𝑞𝑎𝑏𝑠
ε𝑏.𝑐 =
ሶ
𝑄𝑐𝑒𝑑
ሶ
𝑊
=
ሶ
𝑄𝑐𝑒𝑑
ሶ
𝑄𝑐𝑒𝑑 − ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
𝑞𝑐𝑒𝑑
𝑞𝑐𝑒𝑑 − 𝑞𝑎𝑏𝑠
• Bomba de calor:
ሶ
𝑄𝑐
ሶ
𝑄𝑎
ሶ
𝑊
TERMODINÁMICA TÉCNICA 39
Isoentrópicas
Líneas de título
Isotermas
TERMODINÁMICA TÉCNICA 40
Ciclo Carnot inverso
ε𝑟𝑒𝑓 =
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
ሶ
𝑊
=
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
ሶ
𝑄𝑐𝑒𝑑 − ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
𝑞𝑎𝑏𝑠
𝑞𝑐𝑒𝑑 − 𝑞𝑎𝑏𝑠
=
𝑇𝑎
𝑇𝑐 − 𝑇𝑎
ε𝑏.𝑐 =
ሶ
𝑄𝑐𝑒𝑑
ሶ
𝑊
=
ሶ
𝑄𝑐𝑒𝑑
ሶ
𝑄𝑐𝑒𝑑 − ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
=
𝑞𝑐𝑒𝑑
𝑞𝑐𝑒𝑑 − 𝑞𝑎𝑏𝑠
𝑞𝑐
𝑞𝑎
𝑞𝑎
𝑞𝑐
Ciclos inversos-sistemas abiertos-fluido condensable-
circuito cerrado
TERMODINÁMICA TÉCNICA 41
Ciclo de compresión de vapor teórico
ε𝑟𝑒𝑓 =
ሶ
𝑄𝑎𝑏𝑠
ሶ
𝑊
=
𝑞𝑎𝑏𝑠
𝑤 1
2
4
1
h
h
h
h
W
Qa
ref
−
−
=
=

1
2
3
2
.
.
h
h
h
h
W
Qc
c
b
−
−
=
=

ε𝑏.𝑐 =
ሶ
𝑄𝑐𝑒𝑑
ሶ
𝑊
=
𝑞𝑐𝑒𝑑
𝑤
𝑞𝑎
𝑞𝑎
𝑞𝑎
𝑞𝑐
𝑞𝑐
𝑞𝑐
𝑞𝑎
𝑞𝑐
𝑤𝑐
Ciclos inversos-sistemas abiertos-fluido condensable-
circuito cerrado

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  • 2. TERMODINÁMICA TÉCNICA 2 TEMA 4 CICLOS TERMODINÁMICOS
  • 3. TERMODINÁMICA TÉCNICA 3 Definición ▪ Transformación cerrada (sucesión de varias transformaciones abiertas) el estado final recupera las condiciones iniciales. ▪ Reproducen el comportamiento cíclico del fluido de trabajo de una máquina térmica motora o generadora durante su funcionamiento. Ciclo termodinámico
  • 4. TERMODINÁMICA TÉCNICA 4 Ciclo termodinámico Clasificación (I): a) Ciclos directos (de potencia) → Recorren, en sentido horario, los diagramas típicos de representación (p-v, T-s, h-s). • De aplicación a máquinas térmicas. b) Ciclos inversos (de compresión y/o refrigeración) →Recorren los diagramas típicos (p-h, h-s, T-s) en sentido antihorario. • De aplicación a máquinas compresoras y/o frigoríficas.
  • 5. TERMODINÁMICA TÉCNICA 5 Ciclo termodinámico Clasificación (II): a) Ciclos para sistemas cerrados → En algún momento el fluido está confinado. • De aplicación a máquinas de desplazamiento positivo. • Diagrama p-v. b) Ciclos para sistemas abiertos → El fluido se pierde (Circuito abierto) o se recircula (Circuito cerrado). • De aplicación a máquinas de flujo continuo. • Diagramas T-s o h-s (p-h para inversos).
  • 6. TERMODINÁMICA TÉCNICA 6 Ciclo termodinámico Clasificación (III): a) Ciclos de fluido no condensable → El fluido no cambia de fase (siempre en fase gas). • De aplicación a máquinas de desplazamiento positivo y de flujo continuo. b) Ciclos de fluido condensable → El fluido cambia de fase durante el ciclo. En un tramo del ciclo el fluido es líquido y en el otro es vapor. • De aplicación a máquinas de flujo continuo. • Diagramas T-s o h-s (p-h para inversos).
  • 7. TERMODINÁMICA TÉCNICA 7 CICLOS DIRECTOS SISTEMAS CERRADOS FLUIDO NO CONDENSABLE
  • 8. TERMODINÁMICA TÉCNICA 8 Ciclo Carnot (1829) Etapas del ciclo: 1 – 2: EXPANSIÓN ADIABÁTICA 2 – 3: COMPRESIÓN ISOTERMA 3 – 4: COMPRESIÓN ADIABÁTICA 4 – 1: EXPANSIÓN ISOTERMA 𝜂𝐶 = 𝑊 𝑛 𝑄𝑎 = 𝑄𝑎 − 𝑄𝑐 𝑄𝑎 Ciclos directos - sistemas cerrados- fluido no condensable 𝜂𝐶 = 1 − 𝑇𝑓𝑓 𝑇𝑓𝑐
  • 9. TERMODINÁMICA TÉCNICA 9 Ciclos directos - sistemas cerrados- fluido no condensable Ciclo Otto (1876) o de suministro de calor a volumen constante Qa Qc T s 1 2 4 3 Etapas del ciclo: 1 – 2 COMPRESIÓN ADIABÁTICA (ISOENTRÓPICA) 2 – 3 CALENTAMIENTO ISÓCORO 3 – 4 EXPANSIÓN ADIABÁTICA (ISOENTRÓPICA) 4 – 1 ENFRIAMIENTO ISÓCORO 𝜂 = 𝑊 𝑛 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 1 − 𝑄𝑐𝑒𝑑 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 1 − 𝑞𝑐𝑒𝑑 𝑞𝑎𝑏𝑠 = 1 − 𝑐𝑣 𝑇4 − 𝑇1 𝑐𝑣 𝑇3 − 𝑇2 = 1 − 1 𝑟𝑣 𝛾−1 𝑟𝑣 = 𝑉 𝑚𝑎𝑥 𝑉𝑚𝑖𝑛 = 𝑉1 𝑉2 = 𝑉4 𝑉3 Relación de compresión volumétrica
  • 10. TERMODINÁMICA TÉCNICA 10 Ciclos directos - sistemas cerrados- fluido no condensable Ciclo Otto
  • 11. TERMODINÁMICA TÉCNICA 11 Ciclos directos - sistemas cerrados-fluido no condensable Ciclo Diesel (1892) o de suministro de calor a presión constante 𝜂 = 1 − 𝑄𝑐𝑒𝑑 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 1 − 𝑞𝑐𝑒𝑑 𝑞𝑎𝑏𝑠 = 1 − 𝑐𝑣 𝑇4 − 𝑇1 𝑐𝑝 𝑇3 − 𝑇2 = 1 − 𝛽𝛾 − 1 𝛾𝑟𝑣 𝛾−1 (𝛽 − 1) 𝛽 = 𝑉𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙_𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑜_𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛_𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑉𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜_𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑜_𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛_𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 = 𝑉3 𝑉2 Relación de expansión a presión constante 𝑟𝑣 = 𝑉 𝑚𝑎𝑥 𝑉𝑚𝑖𝑛 = 𝑉1 𝑉2 Relación de compresión volumétrica Etapas del ciclo: 1 – 2 COMPRESIÓN ADIABÁTICA (ISOENTRÓPICA) 2 – 3 CALENTAMIENTO ISÓBARO 3 – 4 EXPANSIÓN ADIABÁTICA (ISOENTRÓPICA) 4 – 1 ENFRIAMIENTO ISÓCORO
  • 12. TERMODINÁMICA TÉCNICA 12 Ciclos directos - sistemas cerrados-fluido no condensable Ciclo Seiliger (1910) con suministro dual o mixto de calor Etapas del ciclo: 1 – 2 COMPRESIÓN ISOENTRÓPICA 2 – 3 CALENTAMIENTO ISÓCORO 3-3A CALENTAMIENTO ISÓBARO 3 – 4 EXPANSIÓN ISOENTRÓPICA 4 – 1 ENFRIAMIENTO ISÓCORO Relación de expansión a presión constante Grado de elevación de presión a volumen constante
  • 13. TERMODINÁMICA TÉCNICA 13 CICLOS DIRECTOS SISTEMAS ABIERTOS FLUIDO NO CONDENSABLE CIRCUITO CERRADO
  • 14. TERMODINÁMICA TÉCNICA 14 Ciclo Ericsson (1833). Ciclo Brayton Etapas del ciclo: 1 – 2 COMPRESIÓN ISOENTRÓPICA 2 – 3 CALENTAMIENTO ISÓBARO 3 – 4 EXPANSIÓN ISOENTRÓPICA 4 – 1 ENFRIAMIENTO ISÓBARO Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable- circuito cerrado Q Q W W c a t c 1 2 3 4 T urbina Compresor 𝜂 = ሶ 𝑊 𝑛 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = ሶ 𝑊𝑡 − ሶ 𝑊 𝑐 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 𝑤𝑡 − 𝑤𝑐 𝑞𝑎𝑏𝑠 = (ℎ3−ℎ4) − (ℎ2−ℎ1) (ℎ3−ℎ2) 𝜂 = 1 − ሶ 𝑄𝑐𝑒𝑑 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 1 − 𝑞𝑐𝑒𝑑 𝑞𝑎𝑏𝑠 = 1 − (ℎ4 − ℎ1) (ℎ3 − ℎ2) 𝜂 = 1 − 𝑐𝑝 𝑇4 − 𝑇1 𝑐𝑝 𝑇3 − 𝑇2 ≈ 1 − (𝑇4 − 𝑇1) (𝑇3 − 𝑇2) 𝜂 = 1 − 1 𝑟𝑝 𝛾−1 𝛾 Qa Qc T s 1 2 4 3 Relación de presiones Qa Qc p 1 2 4 3 v 𝑟𝑝 = 𝑝𝑚á𝑥 𝑝𝑚𝑖𝑛 𝑞𝑐 𝑞𝑎 𝑞𝑎 𝑞𝑐 𝑤𝑐 𝑤𝑡 𝑞𝑎 𝑞𝑐
  • 15. TERMODINÁMICA TÉCNICA 15 CICLOS DIRECTOS SISTEMAS ABIERTOS FLUIDO NO CONDENSABLE CIRCUITO ABIERTO
  • 16. TERMODINÁMICA TÉCNICA 16 Ciclo Brayton (1872) Etapas del ciclo: 1 – 2 COMPRESIÓN ISOENTRÓPICA 2 – 3 CALENTAMIENTO ISÓBARO 3 – 4 EXPANSIÓN ISOENTRÓPICA 4 – 1 ENFRIAMIENTO ISÓBARO Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable- circuito abierto Turbogenerador Turborreactor Turbofán
  • 17. TERMODINÁMICA TÉCNICA 17 Ciclo Brayton (1872) Etapas del ciclo: 1 – 2 COMPRESIÓN ISOENTRÓPICA 2 – 3 CALENTAMIENTO ISÓBARO 3 – 4 EXPANSIÓN ISOENTRÓPICA 4 – 1 ENFRIAMIENTO ISÓBARO Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable- circuito abierto 𝜂 = ሶ 𝑊𝑛𝑒𝑡𝑜 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = ሶ 𝑊𝑡𝑢𝑟𝑏 − ሶ 𝑊 𝑐 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 𝑤𝑡𝑢𝑟𝑏 − 𝑤𝑐 𝑞𝑎𝑏𝑠 = (ℎ3−ℎ4) − (ℎ2−ℎ1) (ℎ3−ℎ2) 𝜂 = 1 − 𝑐𝑝 𝑇4 − 𝑇1 𝑐𝑝 𝑇3 − 𝑇2 ≈ 1 − (𝑇4 − 𝑇1) (𝑇3 − 𝑇2) 𝜂 = 1 − 1 𝑟𝑝 𝛾−1 𝛾 𝜂 = 1 − ሶ 𝑄𝑐𝑒𝑑 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 1 − 𝑞𝑐𝑒𝑑 𝑞𝑎𝑏𝑠 = 1 − (ℎ4 − ℎ1) (ℎ3 − ℎ2) Relación de presiones 𝑟𝑝 = 𝑝𝑚á𝑥 𝑝𝑚𝑖𝑛 𝑞𝑎 𝑞𝑐 𝑞𝑎 𝑞𝑐 𝑤𝑐 𝑤𝑡
  • 18. TERMODINÁMICA TÉCNICA 18 Ciclo Brayton con regeneración Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable- circuito abierto 𝜂 = 1 − ሶ 𝑄𝑐𝑒𝑑 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 1 − 𝑞𝑐𝑒𝑑 𝑞𝑎𝑏𝑠 ≈ 1 − (𝑇𝑏 − 𝑇1) (𝑇3 − 𝑇𝑎) Eficacia del regenerador 𝜀𝑅 = Δ𝑇 𝑟𝑒𝑔 Δ𝑇 𝑚á𝑥 𝑟𝑒𝑔 = 𝑇𝑎 − 𝑇2 𝑇4 − 𝑇2 = 𝑇4 − 𝑇𝑏 𝑇4 − 𝑇2 Qa Qc T s 1 2 4 3 a Ta T2 T4 b Tb 𝑞𝑎 𝑞𝑐 W W t c 1 2 a 3 4 T urbina Comp. C.C. b 𝑤𝑐 𝑤𝑡
  • 19. TERMODINÁMICA TÉCNICA 19 Ciclo Brayton con recalentamiento y enfriamiento intermedio Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable- circuito abierto 𝜂 = ሶ 𝑊 𝑛 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 𝑤𝑡𝑢𝑟𝑏 − 𝑤𝑐 𝑞𝑎𝑏𝑠 ≈ (𝑇3−𝑇4) + (𝑇3´−𝑇4´) − (𝑇2−𝑇1) − (𝑇2´−𝑇1´) (𝑇3−𝑇2´) + (𝑇3´−𝑇4) Qa Qc T s 1 2’ 4’ 3 2 1’ 4 3’ Q ’ a Q ’ c 𝑞𝑎 𝑞𝑎´ 𝑞𝑐 𝑞𝑐´ Q’ Q Q’ W W W W W c a a t cb tb ca ta 2 2’ 3 3’ 1 1’ 4’ 4 C.B. T .B. C.A. T .A. C.C. C.C. 𝑞𝑎 𝑞𝑎´ 𝑤𝑐𝑏 𝑤𝑡𝑏 𝑤𝑡𝑎 𝑤𝑐𝑎 𝑞𝑐´
  • 20. TERMODINÁMICA TÉCNICA 20 Ciclo Brayton con recalentamiento y enfriamiento intermedio Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable- circuito abierto Q’ Q Q’ W W + W W + W c a a t cb tb ta ca 2 2’ 3 3’ 1 1’ 4’ 4 C.B. T .B. C.A. T .A. T .A. C.C. C.C. 𝑞𝑎 𝑞𝑎´ 𝑤𝑐𝑏 + 𝑤𝑐𝑎 𝑤𝑡𝑎 + 𝑤𝑡𝑏 𝑞𝑐´
  • 21. TERMODINÁMICA TÉCNICA 21 Ciclo Brayton regenerativo con recalentamiento y enfriamiento intermedio Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable- circuito abierto 1´ 2´ 𝑎 1 2 4 4´ 3´ 3 𝑏 1 1´ 2´ 𝑎 3 4 3´ 4´ 𝑏 𝑞𝑎 𝑞𝑎´ 𝑞𝑐´ 𝑞𝑎 𝑞𝑎´ 𝑞𝑐´ 𝑞𝑐
  • 22. TERMODINÁMICA TÉCNICA 22 Ciclos directos - sistemas abiertos - fluido no condensable- circuito abierto Esquema y diagrama de un ciclo Brayton de turbina de gas con tres escalonamientos de compresión, dos refrigeraciones, dos etapas de expansión con un recalentamiento y regeneración
  • 23. TERMODINÁMICA TÉCNICA 23 CICLOS DIRECTOS SISTEMAS ABIERTOS FLUIDO CONDENSABLE CIRCUITO CERRADO
  • 24. TERMODINÁMICA TÉCNICA 24 Punto crítico Isóbaras Isoentálpicas Líneas de título Líneas densidad cte
  • 25. TERMODINÁMICA TÉCNICA 25 Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable- circuito cerrado Ciclo de Carnot Etapas del ciclo: 1 – 2 COMPRESIÓN ADIABÁTICA Y REVERSIBLE (ISOENTRÓPICA) 2 – 3 EXPANSIÓN ISOTERMA (Absorción de calor) 3 – 4 EXPANSIÓN ADIABÁTICA Y REVERSIBLE (ISOENTRÓPICA) 4 – 1 COMPRESIÓN ISOTERMA (cesión de calor)
  • 26. TERMODINÁMICA TÉCNICA 26 Ciclo de Carnot • Ciclo termodinámico de mayor rendimiento trabajando entre las mismas temperaturas extremas: Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable- circuito cerrado 𝜂 = ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 − ሶ 𝑄𝑐𝑒𝑑 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 1 − ሶ 𝑄𝑐𝑒𝑑 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 1 − ሶ 𝑚 ∙ 𝑞𝑐𝑒𝑑 ሶ 𝑚 ∙ 𝑞𝑎𝑏𝑠 = 1 − ሶ 𝑚(ℎ4 − ℎ1) ሶ 𝑚(ℎ3 − ℎ2) = 1 − (ℎ4 − ℎ1) (ℎ3 − ℎ2) 𝜂 = ሶ 𝑊 𝑛 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = ሶ 𝑊𝑡 − ሶ 𝑊𝑏 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = ሶ 𝑚 ℎ3 − ℎ4 − ሶ 𝑚(ℎ2 − ℎ1) ሶ 𝑚(ℎ3 − ℎ2) = ℎ3 − ℎ4 − (ℎ2 − ℎ1) (ℎ3 − ℎ2) = 𝑤𝑡 − 𝑤𝑏 𝑞𝑎𝑏𝑠
  • 27. TERMODINÁMICA TÉCNICA 27 1 2 3 4 Posibles mejoras
  • 28. TERMODINÁMICA TÉCNICA 28 Ciclo de Carnot Imposibilidad en la practica: ❑ Imposibilidad finalizar condensación en punto 1 ❑ Compresión de vapor húmedo (problemas en bomba) ❑ Expansión de vapor húmedo (problemas en turbina) ❑ T absorción de calor limitada por TC (374,15 ºC) ❑ T cesión calor muy baja → posibilidad sólido y fugas Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable- circuito cerrado
  • 29. TERMODINÁMICA TÉCNICA 29 Ciclo de Rankine Etapas del ciclo: 1 – 2 COMPRESIÓN ISOENTRÓPICA 2 – 4 ABSORCIÓN DE CALOR ISÓBARA 4 – 5 EXPANSIÓN ISOENTRÓPICA 5 – 1 CESIÓN DE CALOR ISÓBARA Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable- circuito cerrado 𝜂 = ሶ 𝑊 𝑛 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = ሶ 𝑊𝑡 − ሶ 𝑊𝑏 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 𝑤𝑡 − 𝑤𝑏 𝑞𝑎𝑏𝑠 𝜂 = ℎ4 − ℎ5 − ℎ2 − ℎ1 ℎ4 − ℎ2 4 5 𝑞𝑎 𝑞𝑐
  • 31. TERMODINÁMICA TÉCNICA 31 Mejoras del ciclo de Rankine ✓ Sobrecalentamiento del vapor Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable- circuito cerrado. 𝜂 = ℎ5 − ℎ6 − ℎ2 − ℎ1 ℎ5 − ℎ2 𝜂 = ሶ 𝑊 𝑛 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = ሶ 𝑊𝑡 − ሶ 𝑊𝑏 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 𝑤𝑡 − 𝑤𝑏 𝑞𝑎𝑏𝑠 𝑞𝑎 𝑞𝑐
  • 33. TERMODINÁMICA TÉCNICA 33 Mejoras del ciclo de Rankine ✓ Recalentamiento intermedio Caldera T urbina Bomba 1 2 5 6 7 8 condensador T VA T VB Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable- circuito cerrado 𝜂 = ሶ 𝑊 𝑛 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = ሶ 𝑊𝑡 − ሶ 𝑊𝑏 ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 𝑤𝑡 − 𝑤𝑏 𝑞𝑎𝑏𝑠 𝜂 = ℎ5 − ℎ6 + ℎ7 − ℎ8 − ℎ2 − ℎ1 ℎ5 − ℎ2 + ℎ7 − ℎ6
  • 35. TERMODINÁMICA TÉCNICA 35 Mejoras del ciclo de Rankine ✓ Regeneración Caldera Bombas P recalentadores 1 1 1’ 2 2 2’ ,, ,, 5 a b 6 condensador T V Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable- circuito cerrado
  • 36. TERMODINÁMICA TÉCNICA 36 Mejoras del ciclo de Rankine ✓ Regeneración Ciclos directos – sistemas abiertos – fluido condensable- circuito cerrado Caldera Bombas P recalentadores 1 1 1’ 2 2 2’ ,, ,, 5 a b 6 condensador T V 𝛼𝑎 = ሶ 𝑚𝑎 ሶ 𝑚𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝛼𝑏 = ሶ 𝑚𝑏 ሶ 𝑚𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 5 6 Kg/s 𝛼𝑎 1 − 𝛼𝑎 −𝛼𝑏 1 − 𝛼𝑎 𝛼𝑏 1 kg/s 𝜂 = ℎ5 − ℎ𝑎 + 1 − 𝛼𝑎 ℎ𝑎 − ℎ𝑏 + 1 − 𝛼𝑎 − 𝛼𝑏 ℎ𝑏 − ℎ6 − ℎ2´´ − ℎ1´´ + 1 − 𝛼𝑎 ℎ2´ − ℎ1´ + 1 − 𝛼𝑎 − 𝛼𝑏 ℎ2 − ℎ1 ℎ5 − ℎ2´´
  • 37. TERMODINÁMICA TÉCNICA 37 CICLOS INVERSOS SISTEMAS ABIERTOS FLUIDO CONDENSABLE CIRCUITO CERRADO
  • 38. TERMODINÁMICA TÉCNICA 38 Ciclos inversos-sistemas abiertos-fluido condensable- circuito cerrado ✓ El trabajo neto del ciclo es negativo. ✓ Se utilizan fluidos condensables para aprovechar el hecho de que al comprimirlos aumenta su temperatura de saturación. • Refrigeración: ε𝑟𝑒𝑓 = ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 ሶ 𝑊 = ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 ሶ 𝑄𝑐𝑒𝑑 − ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 𝑞𝑎𝑏𝑠 𝑞𝑐𝑒𝑑 − 𝑞𝑎𝑏𝑠 ε𝑏.𝑐 = ሶ 𝑄𝑐𝑒𝑑 ሶ 𝑊 = ሶ 𝑄𝑐𝑒𝑑 ሶ 𝑄𝑐𝑒𝑑 − ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 𝑞𝑐𝑒𝑑 𝑞𝑐𝑒𝑑 − 𝑞𝑎𝑏𝑠 • Bomba de calor: ሶ 𝑄𝑐 ሶ 𝑄𝑎 ሶ 𝑊
  • 40. TERMODINÁMICA TÉCNICA 40 Ciclo Carnot inverso ε𝑟𝑒𝑓 = ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 ሶ 𝑊 = ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 ሶ 𝑄𝑐𝑒𝑑 − ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 𝑞𝑎𝑏𝑠 𝑞𝑐𝑒𝑑 − 𝑞𝑎𝑏𝑠 = 𝑇𝑎 𝑇𝑐 − 𝑇𝑎 ε𝑏.𝑐 = ሶ 𝑄𝑐𝑒𝑑 ሶ 𝑊 = ሶ 𝑄𝑐𝑒𝑑 ሶ 𝑄𝑐𝑒𝑑 − ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 = 𝑞𝑐𝑒𝑑 𝑞𝑐𝑒𝑑 − 𝑞𝑎𝑏𝑠 𝑞𝑐 𝑞𝑎 𝑞𝑎 𝑞𝑐 Ciclos inversos-sistemas abiertos-fluido condensable- circuito cerrado
  • 41. TERMODINÁMICA TÉCNICA 41 Ciclo de compresión de vapor teórico ε𝑟𝑒𝑓 = ሶ 𝑄𝑎𝑏𝑠 ሶ 𝑊 = 𝑞𝑎𝑏𝑠 𝑤 1 2 4 1 h h h h W Qa ref − − = =  1 2 3 2 . . h h h h W Qc c b − − = =  ε𝑏.𝑐 = ሶ 𝑄𝑐𝑒𝑑 ሶ 𝑊 = 𝑞𝑐𝑒𝑑 𝑤 𝑞𝑎 𝑞𝑎 𝑞𝑎 𝑞𝑐 𝑞𝑐 𝑞𝑐 𝑞𝑎 𝑞𝑐 𝑤𝑐 Ciclos inversos-sistemas abiertos-fluido condensable- circuito cerrado