>	restart:#"m15_p38"

>	read`../therm_chem.m`:with(therm_chem);with(therm_proc):

Una turbina de gas de 50 MW tiene una relación de presiones de 15, una temperatura de entrada a la turbina de 1100 ºC, unos rendimientos isoentrópicos del 85% y utiliza un combustible asimilable a C12H24. Se pide:
a) Esquema de la instalación y temperatura a la salida del compresor.
b) Relación aire/combustible necesaria.
c) Gastos másicos de combustible y aire.
d) Temperatura de salida y de rocío en el escape

Datos:

>	su1:="Aire":su2:="H2O":dat:=[Wdot=50e6*W_,u=12,v=24,w=0,o=0,y=0,pi[12]=15,T3=(1100+273)*K_,eta=0.85,T1=T25];

Eqs. const.:

>	Adat:=get_gas_data(su1):Wdat:=get_gas_data(su2),get_liq_data(su2):get_pv_data(su2):dat:=op(dat),op(subs(g=g0,[Const])),Adat,SI2,SI1:Mf_:=evalf(subs(dat,(u*12+v*1+w*16+o*14))/1000)*kg_/mol_;

a) Esquema de la instalación y temperatura a la salida del compresor.

>	T2:=T1*(1+(pi[12]^((gamma-1)/gamma)-1)/eta);T2_:=subs(dat,T2);'T2'=TKC(%);

b) Relación aire/combustible necesaria.

Despreciamos por desconocida hf[fuel], que sería del orden de -300 kJ/mol (<< 7.6 MJ/mol).

>

eqA0:=subs(dat,eq15_2);eq:=eqMIX(a*(12*C+12*H2)+a*A*(c21*O2+c79*N2)=[2,3,4,6]);sol1_:=solve(subs(dat,{eqNX,eqBC,eqBH,eqBO,eqBN}),{a,x[Comp[2]],x[Comp[3]],x[Comp[4]],x[Comp[6]]});PCI_:=subs(sol1_,PCI(eq)/a);eq15_7_4;eqTa_:=subs(Ta=T3,b=a*A,sol1_,cpComp,c[p,fuel]=0,c[p,Air]=c[p,N2],Tef_=T25,Tea_=T2_,dat,eq15_7_5);A_:=solve(eqTa_,A);Am:=A_*subs(Adat,M)/Mf_;lambda='A/A[0]';lambda:=A_/rhs(eqA0);

i.e. 53 kg de aire por cada kg de fuel (3,6 veces la estequiométrica).

c) Gastos másicos de combustible y aire.

>	eqBE_TG:=Wdot='mA*(c[p]*(T3-T4)-c[p]*(T2-T1))';eqetaT:=eta=(1-T4/T3)/(1-(1/pi[12])^((gamma-1)/gamma));T4_:=subs(dat,solve(eqetaT,T4));mA_:=subs(T4=T4_,dat,solve(eqBE_TG,mA));mF:='mA*c[p]*(T3-T2)/PCIm';mF_:=subs(dat,(mA_*c[p]*(T3-T2_)/(PCI_/Mf_)));'Am'='mA/mF';Am_:=mA_/mF_;

i.e. con el modelo de aire estándar, hay que mover 227 kg/s de aire y quemar 3,3 kg/s de fuel (le corresponde una relación másica es de 68, en vez de los 53 kg de aire por cada kg de combustible antes calculado, pues en realidad no hace falta tanto aire ya que al ser mayor cp en la turbina daría más potencia).

d) Temperatura de salida y de rocío en el escape.

>	Tsalida:=T4;Tsalida:=T4_;eq8_2;Trocio_:=solve(subs(dat,eval(subs(x[v,sat]=x[H2O],sol1_,p[v]=pv,p=p0,A=A_,dat,eq8_2))),T);Trocio=TKC(Trocio_);

i.e. el agua que se forma está disuelta en un flujo de aire tan grande, que no condensaría hasta temperaturas bastante bajas.

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