Pregunta: 1. Determinar la expresión de rendimiento térmico del ciclo Joule-Brayton en condiciones ideales y representarlo en función de la relación de compresión. Considerar que la composición del gas puede variar (casos γ=1,3 y γ=1,4) (1 punto). 2. Determinar el trabajo neto adimensional (Cp⋅T2tWneto ) del ciclo Joule-Brayton en condiciones ideales y representarlo

1. Determinar la expresión de rendimiento térmico del ciclo Joule-Brayton en condiciones ideales y representarlo en función de la relación de compresión. Considerar que la composición del gas puede variar (casos $\gamma =1,3$ y $\gamma =1,4)$ (1 punto). 2. Determinar el trabajo neto adimensional $\left(\frac{W_{\text{neto }}}{C_p\cdot T_{2t}}\right)$ del ciclo Joule-Brayton en condiciones ideales y representarlo en función de la relación de compresión para varios parámetros de temperatura. (1 punto). 3. Definimos la relación de compresión óptima como aquella relación de compresión que hace máximo el trabajo neto adimensional. Determinar, analíticamente, la relación de compresión óptima para el ciclo Joule-Brayton en condiciones ideales. (2 puntos). 4. Determinar la expresión de rendimiento térmico del ciclo Joule-Brayton en condiciones reales (ver abajo para rendimiento compresor, rendimiento turbina y pérdidas de presión de remanso en la cámara de combustión) y representarlo en función de la relación de compresión para varios parámetros de temperatura (1 puntos). 5. ¿Existe algún valor de la relación de compresión que maximice el rendimiento térmico? Razonar la respuesta en base a los resultados del punto 4 . (2 puntos). 6. Determinar la expresión de trabajo neto adimensional del ciclo Joule-Brayton en condiciones reales (ver abajo para rendimiento compresor, rendimiento turbina y pérdidas de presión de remanso en la cámara de combustión) y representarlo en función de la relación de compresión para varios parámetros de temperatura (1 puntos). 7. ¿Existe algún valor de la relación de compresión que maximice el trabajo neto? En caso afirmativo, determinar la expresión analítica. En caso negativo, argumentar la respuesta. (2 puntos). Consideraciones: 1. Rendimiento adiabático compresor $=0.88$ 2. Rendimiento adiabático turbina $=0.92$ 3. Pérdidas de presión de remanso en cámara de combustión $=4\%$ 4. Relación de calores específicos $\gamma =1,4$ salvo que se indique lo contrario (indicado en el punto 1). 5. Gasto de combustible despreciable 6. No hay sangrados 7. La presión de remanso del punto $5t$ es la misma que la del punto $2\mathrm{t}$.