Ciclos termodinámicos
Enviado por Eduardo Champin • 8 de Agosto de 2023 • Tareas • 1.014 Palabras (5 Páginas) • 192 Visitas
Ciclos termodinámicos
Un motor de ignición por chispa tiene una relación de compresión de 8, una eficiencia isentrópica de compresión de 85 por ciento y una eficiencia isentrópica de expansión de 95 por ciento. Al principio de la compresión, el aire en el cilindro está a 13 psia y 60 °F. La temperatura máxima que se encuentra por medición es 2,300 °F. Determine el calor suministrado por unidad de masa, la eficiencia térmica y la presión efectiva media de este motor cuando se modela con el cilo de Otto. Use calores específicos constantes a temperatura ambiente.
Respuestas: 247 Btu/Lbm, 47.5 por ciento, 49.0 psia [pic 1]
Datos | |||
r | 8 | Respuestas | |
ηc [%] | 85 | q [Btu/Lbm] | 247 |
ηe [%] | 95 | ηter [%] | 47.5 |
P1 [psia] | 13 | PME [psia] | 49 |
T1 [°F] | 60 | ||
T3 [°F] | 2300 | ||
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Un motor ideal Diesel tiene una relación de compresión de 20 y usa aire como fluido de trabajo. El estado del aire al principio del proceso de compresión es 95 kPa y 20 °C. Si la temperatura máxima en el ciclo no ha de exceder 2,200 K, determine a) la eficiencia térmica y b) la presión efectiva media. Suponga calores específicos constantes para el aire a temperatura ambiente.
Respuestas: a) 63.5 por ciento, b) 933 kPa [pic 13]
Datos | |
r | 20 |
P1 [kPa] | 95 |
T1 [°C] | 20 |
T3 [K] | 2200 |
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Se usa aire como fluido de trabajo en un ciclo de Brayton ideal simple que tiene una relación de presiones de 12, una temperatura de entrada al compresor de 300 K y una temperatura de entrada a la turbina de 1,000 K. Determine el flujo másico de aire necesario para una producción neta de potencia de 70 MW, suponiendo que tanto el compresor como la turbina tienen una eficiencia isentrópica de a) 100 por ciento, y b) 85 por ciento. Suponga calores específicos constantes a temperatura ambiente.
Respuestas: a) 352 kg/s, b) 1,037 kg/s [pic 24]
Datos | |
rp | 12 |
T1 [K] | 300 |
T3 [K] | 1000 |
W [MW] | 70 |
m [kg/s] | 352 |
m [kg/s] | 1037 |
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Mezcla de gases
Una mezcla de gases consiste en 5 kmol de H2 y 4 kmol de N2. Determine la masa de cada gas y la constante del gas aparente para la mezcla. Respuestas: 10 kg, 112 kg, 0.613 kJ/kgK
Datos | |
NH2 [kmol] | 5 |
NN2 [kmol] | 4 |
Respuestas | |
mH2 [kmol] | 10 |
mN2 [kmol] | 13.56 |
Rm [kJ/kg•K] | .613 |
[pic 34][pic 35]
= 5kmol == (5 kmol) (2.0kg/kmol) = 10Kg[pic 36][pic 37][pic 38]
= 4kmol == (4 kmol) (28kg/kmol) = 56kg[pic 39][pic 40][pic 41]
= + = 10kg + 112kg = 122kg[pic 42][pic 43][pic 44]
= + = 5 kmol + 4 kmol = 9 kmol[pic 45][pic 46][pic 47]
= = = 13.56 Kg/Kmol[pic 48][pic 49][pic 50]
== = 0.613kJ/kg.k[pic 51][pic 52][pic 53]
Un recipiente rígido que contiene 2 kg de N2 a 25 °C y 550 kPa está conectado a otro recipiente rígido que contiene 4 kg de O2 a 25 °C y 150 kPa. Se abre la válvula que conecta los dos recipientes y se permite que los dos gases se mezclen. Si la temperatura final de la mezcla es de 25 °C, determine el volumen de cada recipiente y la presión final de la mezcla.
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