Uppgift 12

Ett ny energistation ska leverera både elektricitet och värme till en stad. I närheten av staden finns en naturgasfyndighet som man vill använda som bränsle i en gasturbincykel som producerar både elektricitet och värme. Elektriciteten alstras i en generator som drivs av den mekaniska effekt som gasturbincykeln avger. Generatorns verkningsgrad är $95\ \%$. Värmen utvinns genom att vid konstant tryck värmeväxla avgasvärmen efter turbinen från gasturbincykeln. Efter att värmen utvunnits ur avgaserna är avgastemperaturen $140\ ^\circ\mathrm{C}$. Massflödet av arbetsmedium (luft, ideal gas med $M = 29\ \mathrm{kg/kmol},\ \kappa = 1{,}4$) i gasturbincykeln är $0{,}40\ \mathrm{kg/s}$. Gasturbincykelns tryckförhållande är $11$ och omgivningstillståndet är $1\ \mathrm{bar}$ och $5\ ^\circ\mathrm{C}$. Kompressorns och turbinens isentropiska verkningsgrader är $0{,}85$ respektive $0{,}88$. Både turbinen och kompressorn är adiabatiska. Temperaturen före turbinen är $950\ ^\circ\mathrm{C}$. Beräkna hur stor eleffekt och värmeeffekt som kan produceras med detta system.