Consultas y preguntas acerca de gas, productos petrolíferos licuados, o similar
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#355803
Hola, estoy realizando una serie de problemas relacionados con los gases y estos dos problemas deben estar incorrectos, dado que mis soluciones no coinciden con las indicadas por el profesor, pero no consigo ver el error.
Espero que me podáis ayudar


1.Una central eléctrica de ciclo combinado de 400 MW nominales tiene un rendimiento medio del 53%.Obtener el caudal de gas en suministro, expresado en m(n)/h y el mismo caudal transportado a 80 bar y 15ºC, así como el número de buques metaneros de grandes dimensiones (266.000 m3 ) necesarios para el suministro durante 1 año, sabiendo que la central operó durante 3.000 horas equivalentes (a P nominal) en dicho año.
Nota: Suponer PCSGN = 11,86 kWh/m3(n) donde sea necesario

Q= Potencia nominal/poder calorífico
PCSGn=11.86kWh/m3 en condiciones normales
Potencia nominal=400MW*0.53=212MW=212*103kW
Q=17875m3/h

El total de m3 que necesita suministrarse es V=Q*t=17875m3/h*3000h=53625*103m3.

El total de m3a transportar varia al variar las condiciones de presión y temperatura.
P1*V1=nRT1
P2*V2=nRT2
P1=1 atm
V1=53625*103m3
T1=273K
P2=80 bar=80 atm
V2=?
T2=15ºC=288K

P1*V1/T1=P2*V2/T2
V2=P1*V1* T2/(T1*P2)
V2=707*103m3
Q=V/t=235.7 m3/h
Por lo que el número de metaneros necesarios para el transporte será 707*103m3/266000 m3 por barco=2.6 barcos


2. Estimar el volumen de agua de mar necesario para regasificar el gas natural consumido por la central de ciclo combinado en una hora, hasta unas condiciones de suministro a gasoducto de 80 bar de presión y 15ºC de temperatura. Suponer una variación térmica del agua de mar admisible de 10 ºC.

Para el flujo de calor (Q total) necesario que requiere el GNL para ser regasificado se debe tener en cuenta que dentro de los tubos del vaporizador, se presenta cambio de fase y que el calor total es igual al flujo de calor de vaporización de GNL (Q vap) más el flujo de calor de calentamiento (Q cal) del gas ya vaporizado.
Q total = Q vap + Q cal
Q vap= m GNL* λ vap
Densidad del GN de 450 Kg/m3 y volumen a regasificar (obtenido del ejercicio 1 es V2=707*103m3/3000h=235.7 m3/h)
El flujo másico de GNL (ṁ GNL) es 450kg/m3*235.7m3/h=106.065kg/h=29.6kg/s
A estas condiciones el calor latente de vaporización (λ vap tabla ejercicio 2) es aproximadamente 500 KJ/Kg, por lo tanto:
Q vap= m GNL* λ vap=14731kW

Q cal = m GN * Cp GN * ΔT
Dónde: ṁ GN = Flujo másico de gas natural ya vaporizado = 2234kg/s
Cp GN = Calor especifico del gas vaporizado ≈ 3.7 KJ / (Kg*K)
ΔT = Diferencia de temperatura entre la salida y la entrada del gas natural = 288-273=15K
Qcal=124000 kW
Q total=Qcal+Qvap=138731kW

Q total = m H20 * Cp H2O * ΔT
Temperatura de agua de mar de entrada (supuesta) = 22 °C
Cp H2O a esas condiciones = 3.9 KJ / (Kg * K)
ΔT=10ºC
mH2O=3557kg/s
el volumen será=m/d=3,557m3/s= 12805 m3/h
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