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Una turbina de gas tiene un compresor de rendimiento 0,75 que comprime hasta 0,5 MPa, una cámara de combustión donde se quema combustible de 45 MJ/kg que da una temperatura de salida de 900 K, una turbina de rendimiento 0,85 que se encarga de mover el compresor, y otra turbina de rendimiento 0,8 que es la que genera la potencia neta necesaria, que puede variarse desde 0 hasta 200 kW con una válvula de estrangulación entre las turbinas. Se pide:

a) Temperatura de salida del compresor.

b) Presión y temperatura de salida de la primera turbina.

c) Presión y temperatura de entrada de la segunda turbina para carga máxima, media carga y carga nula.

d) Gasto másico de aire, consumo de combustible y relación aire/combustible.

Datos:

>	read`../therm_eq.m`:read`../therm_const.m`:read`../therm_proc.m`:with(therm_proc):

>	su1:="Aire":dat:=[eta[C]=0.75,pi[12]=5,PC=45e6*J_/kg_,T3=900*K_,eta[T1]=0.85,eta[T2]=0.8,Pmax=200e3*W_];

Esquema:

>

>

>

Eqs. const.:

>	Adat:=get_gas_data(su1):dat:=op(dat),Adat,Const,SI2,SI1:

a) Temperatura de salida del compresor.

>	eq5_59;T2_:=solve(eq5_59,T2);T2_:=subs(T1=T0,eta=eta[C],dat,T2_):'T2'=evalf(%,3);

b) Presión y temperatura de salida de la primera turbina.

>	eqBE:=wt1=wc;wt1:=c[p]*(T3-T4);wc:=c[p]*(T2-T1);T4_:=solve(eqBE,T4);T4__:=subs(T1=T0,T2=T2_,dat,T4_):'T4'=evalf(%,3);eq5_60;p4_:=solve(subs(pi[12]=p3/p4,eq5_60),p4);p4__:=subs(dat,evalf(subs(eta=eta[T1],T4=T4__,p3=p0*pi[12],dat,p4_))):'p4'=evalf(%,3);

c) Presión y temperatura de entrada de la segunda turbina para carga máxima, media carga y carga nula.

>

P:=m*c[p]*(T4-T5);'T4__'=evalf(T4__,3);p5:='p0';P:=0;p4:=p0;T5:='T4';P:=Pmax;'p4__'=evalf(p4__,3);T5_Pmax_:=subs(dat,evalf(subs(T3=T4__,eta=eta[T2],pi[12]=p4__/p0,dat,solve(eq5_60,T4)))):'T5_Pmax'=evalf(%,3);P:=Pmax/2;T5_P1_2:='(T5_P0+T5_Pmax)/2':T5_P1_2_:=(T4__+T5_Pmax_)/2:'T5_P1_2'=evalf(%,3);p4_P1_2_:=subs(dat,evalf(subs(T3=T4__,T4=T5_P1_2_,dat,solve(subs(eta=eta[T2],pi[12]=p4_P1_2/p0,eq5_60),p4_P1_2)))):'p4_P1_2'=evalf(%,3);

d) Gasto másico de aire, consumo de combustible y relación aire/combustible.

>	eqBEcarga:=Pmax=ma*c[p]*(T4-T5Pmax);ma_:=subs(dat,Pmax/(c[p]*(T4__-T5_Pmax_))):'ma'=evalf(%,2);eqBECC:=mf*PC=ma*c[p]*(T3-T2);mf_:=subs(ma=ma_,T2=T2_,dat,solve(eqBECC,mf)):'mf'=evalf(%,2);