Taller de termodinamica aplicada
vcotuaInforme11 de Agosto de 2020
1.137 Palabras (5 Páginas)880 Visitas
UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO.
TALLER DE TERMODINÁMICA APLICADA I.
PRESENTADO POR:
VALERIA COTUA GONZÁLEZ.
GERMAN LOBO HAMBURGER.
PRESENTADO A:
ING. CARLOS ARTURO BELLO.
BARRANQUILLA/ATLÁNTICO.
2019
CONDICIONES:
Se dio uso a las tablas del libro Cengel 6ta edición.
K=1,4
[pic 1]
[pic 2]
9.41) Un cierto proceso industrial requiere un suministro constante de vapor saturado a 200 kPa, a una velocidad de 0.5 kg / s. También se requiere un suministro constante de aire comprimido a 500 kPa, a una velocidad de 0,1 kg / s. Ambos deben ser suministrados por el proceso mostrado en la figura. El vapor se expande en una turbina para suministrar la potencia necesaria para conducir el compresor de aire y el vapor de escape que salen de la turbina en el estado deseado. El aire en el compresor está en las condiciones ambientales, 100 kPa, 20°C. Dar el requerido presión y temperatura de entrada del vapor, asumiendo que tanto la turbina como el compresor son reversibles y adiabáticos.
[pic 3]
Condiciones:
[pic 4]
; [pic 5][pic 6]
s°3= s°4 ; s°1= s°2
BALANCE DE MATERIA:
; [pic 7][pic 8]
BALANCE DE ENERGÍA DE LA TURBINA:
[pic 9]
BALANCE DE ENERGÍA DEL COMPRESOR:
[pic 10]
Para hallar tenemos que:[pic 11]
[pic 12]
[pic 13]
Para hallar :[pic 14]
[pic 15]
Donde Cp es la del aire
[pic 16]
Para hallar h1:
[pic 17]
KJ/Kg[pic 18]
Para hallar tenemos que:[pic 19]
[pic 20]
[pic 21]
Para hallar :[pic 22]
[pic 23]
Donde Cp es la del aire
[pic 24]
Para hallar h1:
[pic 25]
KJ/Kg[pic 26]
Para hallar tenemos que:[pic 27]
Interpolando por medio de los datos obtenidos y las tablas del libro cengel A-6
INTERPOLACIONES | |||
Para 0,2 MPa | Para 0,3 MPa | ||
h | T | h | T |
2706,3 | 120 | 2724,9 | 133,52 |
2740,9 | 136,528662 | 2740,9 | 140,783912 |
2769,1 | 150 | 2761,2 | 150 |
Tprom= T1 =[pic 28]
T1 =138,65°C
Interpolando nuevamente para hallar P1 con las temperaturas halladas por la anterior interpolación.
Para hallar P1 | |
T | P |
136,528662 | 0,2 |
138,656287 | 0,25 |
140,783912 | 0,3 |
P1 = 0,25MPa
ESTADOS | 1 | 2 | 3 | 4 |
P (kPa) | 2500 | 200 | 100 | 500 |
T (° C) | 138,65 | 120,21 | 293 | 464,05 |
Calidad/cond | Vap. Sob. | V. Sat |
|
|
h (kJ/kg) | 2740,68 | 2706,3 |
|
|
m (kg/s) | 0.5 | 0,5 | 0,1 | 0,1 |
s (kJ/kg-K) | 7,127 | 7,127 |
|
|
9.43) Un turbo cargador aumenta la presión del aire de entrada a un motor de automóvil. Consiste en una turbina accionada por gas de escape conectada directamente a un compresor de aire, como se muestra en la figura. Para una carga de motor determinada, las condiciones se dan en la figura. Supongamos que tanto la turbina como el compresor son reversibles y adiabático teniendo también el mismo caudal másico. Calcular la salida de la turbina, temperatura y potencia de salida. Encuentra también la presión y temperatura de salida del compresor.
[pic 29]
s°3= s°4 ; s°1= s°2
[pic 30]
BALANCE DE MATERIA:
= [pic 31][pic 32]
BALANCE DE ENERGÍA DE LA TURBINA:
Para hallar T4 tenemos que:
[pic 33]
[pic 34]
[pic 35]
BALANCE DE ENERGÍA DEL COMPRESOR:
Se halla la Temperatura :[pic 36]
[pic 37]
[pic 38]
T2 = 432,83K
Se halla la presión :[pic 39]
[pic 40]
[pic 41]
ESTADOS | 1 | 2 | 3 | 4 |
P (kPa) | 100 | 347,95 | 170 | 100 |
T (K) | 303 | 432,90 | 923 | 793,04 |
h (kJ/kg) | 303,2 |
| 958,76 |
|
s (kJ/kg-K) | 1,71 | 1,71 | 2,88 | 2,88 |
m (kg/s) | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
9.44) Un compresor de dos etapas que tiene un enfriador entre etapas toma aire, 300 K, 100 kPa, y lo comprime a 2 MPa, como se muestra en la figura. El enfriador luego enfría el aire a 340 K, después de lo cual entra en la segunda etapa, que tiene una presión de salida de 15,74 MPa. Ambas etapas son adiabáticas, y reversibles. Encuentra q en la nevera, trabajo específico total, y compare esto con el trabajo requerido sin intercooler.
[pic 42]
s°3= s°4 ; s°1= s°2
BALANCE DE MATERIA:
= [pic 43][pic 44]
BALANCE DE ENERGÍA DEL COMPRESOR 1:
Para hallar T4 tenemos que:
[pic 45]
[pic 46]
/Kg[pic 47]
BALANCE DE ENERGÍA DEL INTERCOOLER:
Como no hay trabajo, entonces:
[pic 48]
-368,137 KJ/Kg[pic 49]
BALANCE DE ENERGÍA DEL COMPRESOR 2:
Se halla la Temperatura :[pic 50]
[pic 51]
Hallamos el trabajo consumido por el compresor 2:
[pic 52]
274,47KJ/Kg[pic 53]
Ahora determinamos el trabajo específico total:
[pic 54]
[pic 55]
Si se quitara el intercooler tendríamos que:
BALANCE DE ENERGÍA DE LOS COMPRESORES EN CONJUNTO:
Se halla la Temperatura :[pic 56]
[pic 57]
Hallamos el trabajo consumido por el compresor en conjunto:
[pic 58]
978,77KJ/Kg[pic 59]
[pic 60]
[pic 61]
1,43 veces mayor para el proceso sin el intercooler
ESTADOS | 1 | 2 | 3 | 4 |
P (kPa) | 100 | 347,95 | 170 | 100 |
T (K) | 303 | 432,87 | 923 | 793,04 |
h (kJ/kg) | 303,2 |
| 958,761 |
|
s (kJ/kg-K) | 1,712 | 1,712 | 2,8766 | 2,8766 |
m (kg/s) | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
9.45) Un compresor de aire portátil accionado por calor consta de tres componentes: (a) un compresor adiabático; (b) un calentador de presión constante (calor suministrado desde una fuente exterior); y (c) una turbina adiabática. El aire ambiente ingresa al compresor a 100 kPa, 300 K, y se comprime a 600 kPa. Toda la potencia de la turbina entra en juego. El compresor, y el escape de la turbina es el suministro de aire comprimido. Si la presión debe ser de 200 kPa, ¿cuál debe ser la temperatura a la salida del calentador?
...