Ejercicios De Temrodinamica

EJERCICIO 1

Por: Yerith Pichón

El Trabajo colaborativo N° 2, tiene como objetivo realizar los respectivos cálculos termodinámicos sobre algunos de los equipos que se establecen en el proyecto para cogeneración y optimización de energía. Para los grupos que han trabajado el TEMA 5, se escogen los siguientes equipos:

• Caldera

• Bomba de agua desaireada de alimentación a la caldera

• Turbocompresor que comprime el aire que se emplea para la combustión.

Actividades:

Realice los siguientes cálculos termodinámicos:

1) Determine la temperatura de la mezcla de corrientes al interior del desaireador, suponga que los cambios en las energías cinética y potencial, así como las pérdidas de calor son insignificantes.

DESAIREADOR VALOR UNIDAD

Temperatura de agua fresca 12 °C

Temperatura de condensado 35 °C

Pérdida de agua desaireada 2 %

SOLUCIÓN:

Efectivamente la temperatura que buscamos es la desaireada que es una mezcla de condensada y agua fresca, lo que encontramos la entalpía para cada uno de las entradas

2) Determine la cantidad de calor requerido en la caldera para la formación de vapor asignado a su grupo.

La caldera tiene una eficiencia de 88%, como es un proceso isotérmico estacionario en que ocurre un cambio de fase de agua líquida a vapor, lo que significa que tenemos que encontrar el calor requerido para que se forme en la caldera vapor la cual está a 22000kg/hr.

Tenemos que:

Como es una combustión la que genera el vapor, relacionamos el calor de esa combustión con la masa de agua desairada con el vapor generado con su entalpia.

Según la tabla A4 de Cenguel, la entalpia de vapor y de agua desairada serían:

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Como el flujo de calor de combustión es igual a la entalpia del vapor a la salida menos la entalpia del agua desairada a la entrada, y el resultado de esta resta se multiplica por el flujo másico de la combustión.

Pero como la caldera tiene una eficiencia de 0.8, entonces:

Lo que significa que el calor requerido en la caldera para la formación de vapor es de 1269.31MJ/min

3) Determine la cantidad de carbón requerido en la combustión y la cantidad de dióxido de carbono generado (recuerde la ecuación estequiométrica de la combustión).

Como el combustible es propano (C3H8), entonces escribimos la ecuación estequiometrica de combustión con el propano:

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