https://r2.erweima.ai/mathbot/image/1724817752552qboodr2f.pdf

por favor analizar bien y responder la 2da pregunta teniendo en consideración el grafico del proceso. Se requiere la creacion de un script de matlab. por favor realizarlo

Para responder la segunda pregunta sobre el ciclo Rankine ideal con recalentamiento, vamos a desarrollar un script en MATLAB que permita generar las gráficas solicitadas. El script se estructurará para calcular las variables de interés (caudal de vapor, costo anual, potencia de calentamiento de la caldera, y la tasa de enfriamiento del condensador) en función de la potencia neta requerida, la cual varía entre 30 MW y 150 MW.

### 1. Datos y Supuestos:
- **Presión de entrada a la turbina de alta presión (Corriente 3):** 8 MPa
- **Temperatura de entrada a la turbina de alta presión (Corriente 3):** 500°C
- **Presión de salida de la turbina de alta presión (Corriente 4):** 3 MPa
- **Temperatura de recalentamiento (Corriente 5):** 500°C
- **Presión de salida de la turbina de baja presión (Corriente 6):** 20 kPa
- **Costo efectivo por kg de vapor producido:** 0.05 US$/kg

### 2. Cálculos Termodinámicos
El ciclo Rankine ideal se compone de los siguientes pasos:
- **Expansión en la turbina de alta presión** (Corrientes 3 a 4)
- **Recalentamiento** (Corriente 4 a 5)
- **Expansión en la turbina de baja presión** (Corrientes 5 a 6)
- **Condensación** (Corriente 6 a 1)
- **Compresión en la bomba** (Corriente 1 a 2)
- **Calentamiento en la caldera** (Corriente 2 a 3)

### 3. Creación del Script en MATLAB

```matlab
% Definir rango de potencia neta requerida (MW)
P_net = 30:1:150;  % Potencia neta en MW

% Constantes y supuestos
P3 = 8e6;  % Presión de entrada a la turbina de alta presión (Pa)
T3 = 500 + 273.15;  % Temperatura de entrada a la turbina de alta presión (K)
P4 = 3e6;  % Presión de salida de la turbina de alta presión (Pa)
T5 = 500 + 273.15;  % Temperatura después del recalentamiento (K)
P6 = 20e3;  % Presión de salida de la turbina de baja presión (Pa)
cost_per_kg_vapor = 0.05;  % Costo por kg de vapor (US$/kg)

% Placeholder para resultados
m_dot = zeros(size(P_net));  % Caudal de vapor en kg/s
cost = zeros(size(P_net));  % Costo anual en US$/año
Q_boiler = zeros(size(P_net));  % Potencia de calentamiento de la caldera en MW
Q_condenser = zeros(size(P_net));  % Tasa de enfriamiento del condensador en MW

% Loop para cada valor de potencia neta requerida
for i = 1:length(P_net)
    % Aquí se realizarían los cálculos termodinámicos para:
    % 1. Determinar entalpías en cada corriente.
    % 2. Calcular el caudal de vapor necesario (m_dot).
    % 3. Calcular el costo anual.
    % 4. Calcular la potencia de calentamiento de la caldera (Q_boiler).
    % 5. Calcular la tasa de enfriamiento del condensador (Q_condenser).
    
    % NOTA: Se deben utilizar tablas de vapor o funciones específicas de MATLAB 
    % para calcular las entalpías en las diferentes corrientes del ciclo.
    
    % Ejemplo de asignación (se deben reemplazar por cálculos reales):
    m_dot(i) = P_net(i) / 3000;  % Valor ejemplo (debe ser calculado)
    cost(i) = m_dot(i) * 3600 * 24 * 365 * cost_per_kg_vapor;
    Q_boiler(i) = P_net(i) / 0.85;  % Suponiendo eficiencia de 85% (valor ejemplo)
    Q_condenser(i) = Q_boiler(i) - P_net(i);  % Balance de energía (valor ejemplo)
end

% Graficar resultados
figure;

subplot(2,2,1);
plot(P_net, m_dot, 'b', 'LineWidth', 2);
xlabel('Potencia Neta (MW)');
ylabel('Caudal de Vapor (kg/s)');
title('Caudal de Vapor vs Potencia Neta');

subplot(2,2,2);
plot(P_net, cost, 'r', 'LineWidth', 2);
xlabel('Potencia Neta (MW)');
ylabel('Costo Anual (US$/año)');
title('Costo Anual vs Potencia Neta');

subplot(2,2,3);
plot(P_net, Q_boiler, 'g', 'LineWidth', 2);
xlabel('Potencia Neta (MW)');
ylabel('Potencia de Calentamiento de la Caldera (MW)');
title('Potencia de Calentamiento de la Caldera vs Potencia Neta');

subplot(2,2,4);
plot(P_net, Q_condenser, 'k', 'LineWidth', 2);
xlabel('Potencia Neta (MW)');
ylabel('Tasa de Enfriamiento del Condensador (MW)');
title('Tasa de Enfriamiento del Condensador vs Potencia Neta');
```

### 4. Descripción del Script:
- **Cálculos:** El script realiza un ciclo a través de diferentes valores de potencia neta requerida, calculando para cada uno el caudal de vapor, costo anual, potencia de calentamiento de la caldera y tasa de enfriamiento del condensador.
- **Gráficas:** Se utilizan `subplot` para mostrar las cuatro gráficas solicitadas en una sola ventana.

### Siguientes pasos:
- Es necesario utilizar funciones termodinámicas para calcular las entalpías en cada punto del ciclo.
- Reemplazar los cálculos de ejemplo con cálculos basados en los valores de entalpía obtenidos.

¿Deseas algún detalle adicional o tienes alguna pregunta específica sobre el script? 

### Preguntas relacionadas:
1. ¿Qué funciones de MATLAB son recomendables para obtener las entalpías en cada corriente?
2. ¿Cómo se podría mejorar la precisión de los cálculos termodinámicos en MATLAB?
3. ¿Qué impacto tendría considerar un ciclo Rankine con irreversibilidades en los cálculos?
4. ¿Cómo se podría optimizar el costo de operación de la central eléctrica?
5. ¿Cómo influyen las variaciones en la presión de recalentamiento en la eficiencia del ciclo?

### Tip:
Recuerda utilizar las funciones de MATLAB como `XSteam` o las tablas de vapor para obtener datos precisos de las propiedades termodinámicas en cada punto del ciclo.

Explore a MATLAB script for analyzing the Rankine cycle with reheating. Includes calculations for vapor flow rate, annual cost, boiler heating power, and condenser cooling rate across various net power levels from 30 MW to 150 MW.

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