¿Por qué se requiere condensador en el ciclo de vapor de carnot?

Answer 1

Se requiere condensador en el ciclo de vapor Carnot / Rankine para rechazar el calor a la atmósfera. El vapor que sale de la turbina se convierte en agua saturada en el condensador al rechazar el calor. Una bomba aumenta la presión del agua hasta la presión de la caldera.

Dado que se requiere un trabajo mínimo para comprimir un fluido para una operación de flujo constante,

[matemáticas] W_ {en} = \ displaystyle \ int \, v \, dP [/ matemáticas]

[matemática] v = [/ matemática] volumen específico de fluido [matemática] \ displaystyle [/ matemática] [matemática] \ izquierda (\ frac {1} {\ rho} \ derecha) [/ matemática]

Entonces, un fluido, que tiene un volumen específico alto, requiere más trabajo para comprimir.

Comprimir vapor en forma de vapor, saliendo de la turbina, requeriría una cantidad de trabajo muy alta que comprimirlo en forma líquida entre los mismos límites de presión.

Y, [matemáticas] v_ {vapor} \ gt v_ {agua} [/ matemáticas]

Entonces [math] \, W_ {in, steam} \ gt W_ {in, water} [/ math]

Ejemplo:

(1) Trabajo requerido en la compresión de agua de 100 Kpa a 1 Mpa –

[matemáticas] W_ {en} = \ displaystyle \ int \, v \, dP [/ matemáticas]

[matemática] v \ constante constante = v_ {a 100 kPa} = 0.001043 \, \ frac {m ^ 3} {kg} [/ matemática]

[matemáticas] W_ {in} = 0.001043 \, (1000-100) \, \ frac {kJ} {kg} = 0.94 \, \ frac {kJ} {kg} [/ math]

(2) Trabajo requerido para comprimir vapor de 100 kPa a 1 MPa (por un proceso isoentrópico) –

[matemáticas] dh = vdp = dw [/ matemáticas]

O [matemáticas] W = (h_2 -h_1) [/ matemáticas]

Estado 1 –

[matemática] P_1 = 100 \, kPa [/ matemática] y vapor saturado

entonces [matemáticas] h_1 = 2675 \, \ frac {kJ} {kg} \, \, y \, \, s_1 = 7.3589 \ frac {kJ} {kg \ cdot K} [/ matemáticas]

Estado 2 –

[matemáticas] P_2 = 1 \, Mpa [/ matemáticas] y [matemáticas] s_2 = s_1 [/ matemáticas]

Entonces [matemáticas] h_2 = 3194.5 \, \ frac {kJ} {kg} [/ matemáticas]

[matemáticas] W_ {in} = (3194.5 – 2675) = 519.5 \, \ frac {kJ} {kg} [/ matemáticas]

Comprimir vapor en forma de vapor requeriría más de 500 veces más trabajo que comprimirlo en forma líquida entre los mismos límites de presión.

Entonces el condensador convierte el vapor (en forma de vapor) en agua saturada para que la bomba pueda comprimir el agua.

Todo el cálculo se puede resumir en una Declaración:

“Es imposible que cualquier dispositivo que funciona en un ciclo reciba calor de un solo depósito y produzca una cantidad neta de trabajo”

Esta es una declaración de la segunda ley de la termodinámica.

En el ciclo de Rankine o Carnot, el horno proporciona energía térmica, por lo que actúa como un depósito térmico (fuente) y en el condensador el calor se rechaza a la atmósfera, por lo que la atmósfera actúa como un segundo depósito térmico (sumidero).

Entonces, si no usamos condensador, no habrá salida de trabajo.

Answer 2

Vamos a empezar desde el principio…

El ciclo de Carnot es un concepto para lograr la mayor eficiencia térmica posible en un ciclo de gas. Aquí, el único propósito del ciclo es convertir el trabajo del calor . El calor no es más que la temperatura contenida en la sustancia (mc T ) … puede tener una disposición simple de pistón-cilindro para lograr esta conversión de energía.

Ahora, de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, debe tener una fuente (suministra calor) y un sumidero (recibe calor) para que se produzca este intercambio de calor.

Ahora viene la respuesta a su pregunta … cómo rechaza el calor de su sistema, tiene que tener algún medio / dispositivo para ello. Lo cual no es más que condensador, y es por eso que se requiere un condensador en un ciclo de gas para funcionar.

Un condensador enfría la sustancia al rechazar / eliminar su calor a un sumidero / atmósfera.

Answer 3

El condensador se utiliza para extraer el calor del refrigerante a baja temperatura. La presión sigue siendo la misma …