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Termodinámica (541203-1)

1 Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Concepción

Tarea 3: Termodinámica Aplicada (541206)

Parte 1: Investigación

Realice un catastro de las centrales termoeléctricas instaladas en la octava región. Indique ubicación, empresa propietaria, combustible utilizado, potencia generada, si usa ciclo a vapor, a gas o combinado. Indique datos

de operación: como flujos de vapor, presiones y temperaturas de trabajo, rendimientos. Para toda lainformación que incluya en el informe indique las referencias de donde obtuvo dicha información.

Parte 2: Ciclo a vapor

Se desea pre-dimensionar una planta a vapor de una central termoeléctrica que trabaja en las siguientescondiciones:

- Presión y temperatura de entrada del vapor a la turbina de alta presión de 150 bar y 550ºC respectivamente- Presión y temperatura de entrada del vapor a la turbina de baja presión de 10 bar y 550ºC respectivamente- Presión primera extracción 6 bar- Presión segunda extracción 2 bar- Temperatura de condensación (enfriado por agua) de 40ºC- Rendimiento global de la caldera de 90%- Rendimiento isentrópico de las turbinas de 85%- Rendimiento del generador de 95%- Rendimiento isentrópico de las bombas de 60% y rendimiento de los motores eléctricos de 92%

Esta planta se debe dimensionar para generar de 350 MW eléctricos neto. La planta trabaja 310 días del añolas 24 horas del día.

a) Evalúe el impacto sobre el rendimiento y el consumo de combustible anual del ciclo al usar carbón, gasnatural y petróleo. Comente los resultados.

b) Evalúe para los tres casos las emisiones anuales de CO 2 en toneladas. Comente los resultados.c) Tome como referencia un ciclo trabajando con Carbón y evalúe el efecto que tiene la temperatura máximadel ciclo sobre el rendimiento, el consumo de combustible y las emisiones de contaminantes. Para ellodetermine dichos valores a 500ºC para la entrada a ambas turbinas y luego a 600ºC. Comente los resultados.d) Tome como referencia un ciclo trabajando con Carbón y evalúe el efecto que tiene la temperatura decondensación sobre el rendimiento, el consumo de combustible y las emisiones de contaminantes. Para ellodetermine dichos valores para una temperatura de condensación de 35ºC y de 50ºC. Comente los resultados.e) Basado en los resultados anteriores, indique la importancia de incorporar nociones de eficiencia energéticaen el diseño de sistemas tanto para el consumo de combustible como para las emisiones de contaminantes.

Departamento deIngeniería Mecánica

Departamento de Ingeniería MecánicaFacultad de IngenieríaProfesor: Cristian Cuevas

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Parte 3: Competencias genéricas. Entregue esta hoja por separado indicando el nombre de los integrantes y lainformación solicitada a continuación.

a) Se pide entrevistar a un profesional relacionado con el área ambiental, otro del área de la salud y unatercera persona que no sea ingeniero ni relacionado con las áreas anteriores. De cada uno de ellos registree informe los siguientes datos:

Nombre:Ocupación:Lugar donde trabaja:Correo electrónico:

A cada uno de ellos, pregunte lo siguiente:

Profesional área ambiental: a) Cuál es el impacto que crea el consumo de combustibles fósiles sobre el medioambiente?

b) Indique a lo menos tres formas de reducir las emisiones de contaminantes de las industrias existentes?Explique brevemente en qué consisten.

Profesional de la salud: a) Qué impacto crean sobre las personas (a corto y largo plazo) la contaminaciónambiental debido a las emisiones de contaminantes de las estufas a leña, de las emisiones de los vehículos yde las industrias que rodean Concepción?

Tercera persona: a) Qué importancia tiene para Ud. la calefacción, el transporte ya sea auto propio olocomoción colectiva (energía de combustibles fósiles para el uso de transporte) y la electricidad en su vidacotidiana (energía eléctrica)? En relación a la importancia para el desarrollo de su cotidianeidad, para lamejora de su calidad de vida, etc.

b) Está Ud. consciente que al util izar este tipo de energías contribuye a la contaminación del medio ambiente?Qué opina de esto?

b) Una vez realizadas las entrevistas, reflexionen en grupo sobre las respuestas y en no más de media página,señalen sus principales conclusiones sobre la información obtenida.

c) En grupo contesten, en no más de media hoja, la siguiente pregunta: ¿Por qué es importante que uningeniero mecánico actúe desde las cuatro macro-competencias genéricas para contribuir a mejorar lacalidad de vida de las personas y a disminuir el impacto sobre el medioambiente de las actividades querealiza en su quehacer profesional?