Problemas de Termodinámica
Enviado por DiegoL21 • 7 de Mayo de 2023 • Prácticas o problemas • 865 Palabras (4 Páginas) • 46 Visitas
PROBLEMA 1
Un ciclo de potencia de vapor está compuesto por lo siguientes procesos:
- Proceso adiabático reversible en una turbina desde 150 bara y un volumen específico de 0,011481 m3/kg (estado 1), hasta 50 bara. La potencia generada por la turbina es de 623,4 kW.
- Proceso isotérmico hasta condensación total x = 0
- Proceso adiabático reversible de comprensión hasta la presión de 150 bara (realizado por una bomba)
- Un proceso isobárico que cierra el ciclo.
Responder:
Grafique el ciclo en el diagrama P vs v (indicando los valores de los estados)
[pic 1]
Estados | 1 | 2 | 3 | 4 |
Presión (MPa) | 15 | 5 | 5 | 15 |
Temperatura (°C) | 350 | 263,94 | 263,94 | |
v (m3/kg) | 0,011481 | 0,001286 | ||
h (kJ/kg) | 2693,1 | 2509,5 | 1154,5 | 1167,7 |
s (kJ/kgK) | 5,4438 | 5,4438 | 2,9207 | 2,9207 |
x | - | 0,8264 | 0 | - |
Calcule la capacidad del caldero que alimenta a la turbina (kg/h)
De la Tabla A-5 - E2
[pic 2]
[pic 3]
[pic 4]
[pic 5]
[pic 6]
[pic 7]
m° = 3,3963 kg/s = 12 223,5 kg/h
W consumido por la bomba (kW)
De la Tabla A-7
[pic 8]
[pic 9]
[pic 10]
[pic 11]
Wb = 44,85 kW
W neto del ciclo
[pic 12]
[pic 13]
Wneto = 578,6 kW
PROBLEMA 2
El ciclo de potencia mostrado en el diagrama opera con un flujo de 36 t/h de vapor de agua generados en un caldero acuotubular. El ciclo está compuesto por cuatro procesos: 2 procesos isobáricos, y 2 adiabáticos reversibles. El estado 1 se encuentra sobre la curva de saturación. En la práctica se ha determinado que la eficiencia del equipo que genera trabajo es de 40% y del que consume trabajo es de 60%.
Estados | 1 | 2 | 3 | 4 |
Presión (MPa) | 5 | 10 | 10 | 5 |
Temperatura (°C) | 263,94 | 263,94 | 400 | 300 |
v (m3/kg) | 0,001286 | 0,001280 | 0,026436 | 0,04535 |
h (kJ/kg) | 1154,5 | 1161,03 | 3097,5 | 2925,7 |
s (kJ/kgK) | 2,9207 | 2,9207 | 6,2141 | 6,2111 |
x | - | - | - | - |
Trabajo de la turbina (real)
[pic 14]
[pic 15]
[pic 16]
[pic 17]
[pic 18]
W°s = 687,2 kW
Trabajo de la bomba (teórico)
[pic 19]
[pic 20]
W° bomba = 65,3 kW
Trabajo de la bomba (real)
[pic 21]
[pic 22]
W°e = 108,8 kW
PROBLEMA 3
En el diagrama se muestra el ciclo de una central térmica de turbina de gas (aire) que opera en régimen estacionario. En los intercambiadores los flujos de calor se realizan a presión constante. El compresor y la turbina funcionan mediante procesos adiabáticos reversibles. El flujo de aire es de 3kg/s.
Estados | 1 | 2 | 3 | 4 |
Presión (MPa) | 0,8 | 1,3 | 1,3 | 0,8 |
Temperatura (K) | 411,4 | 471,67 | 975,76 | 862,2 |
h (kJ/kg) | 412.54 | 473,95 | 1018,44 | 890,72 |
s (kJ/kgK) | 2.02041 | 2,80065 |
- Q° entregado al ciclo
Para calcular T2
[pic 23]
[pic 24]
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[pic 30]
T2 = 441,67 K
Para calcular T3
[pic 31]
[pic 32]
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[pic 37]
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[pic 40]
T3 = 975,76 K
[pic 41]
[pic 42]
Q°c = 1 633,47 kW
- W neto del ciclo
[pic 43]
[pic 44]
[pic 45]
SS[pic 46]
[pic 47]
[pic 48]
W° neto = 198,93 kW
- del ciclo[pic 49]
[pic 50]
[pic 51]
[pic 52]
La eficiencia del ciclo es del 12,18%
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