Una presentación de física termodinámica sobre la divergencia entre los ciclos naturales y los ciclos ideales

1. El ciclo potencia de vapor real difiere del ciclo Rankine ideal, debido a las
irreversibilidades en diversos componentes. La fricción del fluido y las perdidas
de calor indeseables hacia los alrededores son las dos fuentes más comunes de
irreversibilidades.

2. Diagrama T vs s en que se muestra la
desviación del ciclo de potencia real,
respecto al ciclo Rankine; debido a diversas
irreversibilidades.
Desviación del ciclo real de potencia de vapor del ciclo Rankine ideal

3.  Estas divergencias ocurren debido a las irreversibilidades en diversos
componentes.
 La fricción del fluido y las pérdidas y calor indeseables son las fuentes de
irreversibilidades más comunes.

4.  Perdidas por fricción: la fricción del fluido ocasiona caídas de presión en la
caldera, el condensador y las tuberías entre los diversos componentes. Para
compensar las caídas en las presiones se requiere presiones más altas en el
bombeo del agua.

5.  Perdidas de calor: otra fuente importante de las irreversibilidades es la
perdida de calor del vapor por los alrededores cuando éste circula por
varios componentes.

6.  Irreversibilidades en las bombas y
turbinas: en las turbinas y bombas
existen variaciones de entropía entre la
entrada y salida. Originando la
disminución en el trabajo entregado por
la turbina e incremento del trabajo
suministrado a la bomba.
Efecto de las irreversibilidades de la bomba y la turbina en el ciclo Rankine
ideal.

7. Para ajustar más el análisis ideal al funcionamiento real, hay que tener en
cuenta los rendimientos adiabáticos de estos equipos, para el caso más común
utilizado en los análisis de los ciclos Rankine se tiene para turbinas y bombas:

8.  Fuente: Kenneth Walk y Donald Richards, “Termodinámica”, Sexta
edición.