2025年7月28日星期一 的归档

• Ciclo Rankine: del vapor al megavatio — Cómo hervir agua para mover el mundo

  创建者： roberto.c.alfredo 在 physics 于 2025年7月28日 01:10

  1. Introducción

  “Todo gran poder viene de una gran caldera.” — Tío Ben (versión ingenieril)

  El ciclo Rankine es el corazón de la mayoría de las centrales eléctricas a vapor. Mientras el Otto y el Diesel rugen bajo el cofre de tu coche, el Rankine susurra—o más bien silba—dentro de turbinas que iluminan ciudades enteras. Aquí vamos a desmenuzarlo paso a paso, sin perder el sentido del humor (ni la rigidez matemática).

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  2. Ingredientes básicos

  Símbolo	Definición rápida
  \(h\)	Entalpía específica (kJ kg⁻¹)
  \(s\)	Entropía específica (kJ kg⁻¹ K⁻¹)
  \(v\)	Volumen específico (m³ kg⁻¹)
  \(T\)	Temperatura absoluta (K)
  \(P\)	Presión (Pa o bar)

  Necesitaremos además recordar:

  • Primera ley: \( \Delta h = q - w \)
  • Trabajo isentrópico: procesos adiabáticos reversibles ⇒ \(s = \text{cte}\)
  • Propiedades de agua/vapor (tablas o software—no las incluyo para no romper Internet).

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  3. El ciclo ideal — versión playlist de 4 tracks 🎧

  En el diagrama \(T\!-\!s\):

  1 → 2 (Isentrópica, bomba) El agua líquida comprimida sube de \(P_1\) a \(P_2\) casi sin cambiar de \(T\). \[ w_{12} \approx v_1 (P_2 - P_1) \]

  2 → 3 (Calentamiento a presión constante) Pasa por la caldera: de subenfriada a mezcla y después a vapor sobrecalentado. \[ q_{23} = h_3 - h_2 \]

  3 → 4 (Isentrópica, turbina) El vapor se expande haciendo trabajo mecánico: \[ w_{34} = h_3 - h_4 \]

  4 → 1 (Condensación a presión constante) Se rechaza calor al ambiente hasta volver a líquido saturado: \[ q_{41} = h_4 - h_1 \]

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