Rendimiento de una caldera (Ejercicio)

Fuente de imagen: morguefile.com

Una caldera a vapor opera en un ciclo donde se produce vapor saturado a 5MPa. La presión de condensación de este ciclo es de 15KPa.
La caldera quema un combustible caracterizado por un poder calorífico inferior PSI de 10000  Kca/Kg.

Calcule el rendimiento de la caldera asumiendo una relación de flujo de vapor divido por flujo de combustible igual a dos. Considere también que un Kca es igual a 4119 J.

Resolución

La información con que contamos es la siguiente:

Salida de vapor  5 MPa
Entrada de agua  15 Kpa
Poder calorifico Inferior (PCI) 10000 Kca
Flujo de Vapor / Flujo de Combustible = 2

Usaremos la  formula del método directo para calcular la eficiencia de la caldera:

Donde:
D = Producción de Vapor  [Kg / h]
Hv = Entalpia del vapor de salida [Kcal/Kg]
He = Entalpia del agua que entra [Kcal/Kg]
G = Consumo de combustible
PCI = Poder calorifico inferior

Necesitamos encontrar la entalpía de la entrada de agua y la salida de vapor.
Los 5 Mpa de la salida de vapor los convierto a Kpa quedando 5000 Kpa. Con esta información busco en la tabla de vapor A-5 encontrando que la entalpia es: 2794,2 kJ/Kg.

La entalpía del agua de entrada 15 Kpa es de 225,94 kJ/Kg.

De acuerdo al planteamiento del ejercicio D/G =2

Nos queda:
Eficiencia = 2 ((2794,2^3 - 225,94^3)/(10000 * 4190)) = 0,122 = 12%

La eficiencia de la caldera es de 12%.