Termodinámica IND173 Práctica final

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ESCUELA DE INGENIERIA

Grupo: 50061

Termodinámica IND173

Práctica final

Profesora:

Angelov Spomenka

Estudiantes:

Manuel Antonio Molina  2014-2717

Luis Josendy Cuevas 2015-1288

Argenis Jose Jerez 2015-0222

FECHA:

                                                                  03/04/2017

II ley cálculos

1. En una turbina se expande isotrópicamente vapor de agua desde 2Mpa y 800ºC hasta 20 kPa. Calcule la potencia obtenida si el gasto másico es 4 kg/s. Represente el diagrama T=f(s).

Datos

ṁ=4 kg/s                               P1=2 Mpa

P2=20kPa/1000                  0.02Mpa                                        T1=800 ºC

Estado inicial (tabla C-3)

P1=2 Mpa                              T1=800 ºC

S1= 8.1774 Kj/kg.K               h1= 4,150.4 Kj/kg

Estado final (tabla C-2)

S1=S2 = 8.1774 Kj/kg.K               P2=0.02Mpa

T2= 60.1 ºC                                  S2= sf2 + X2 sfg2

X2= S2 - sf2                                    X2= (8.1774 kJ/kg.ºK) – (0.8319 kJ/kg.ºK) 

         sfg2                                                            (7.0774 kJ/kg.ºK)

X2=1.038

h2= hf + X2 . hfg                                   h2= 251.4 kJ/kg + 1.038 (2,358.3 kJ/kg)

h2= 2,699.32 kJ/kg

I ley

        Q-W=ΔH                                                                     P= ṁ (h2- h1)

        P= 4 kg/s (4,150.4 kJ/kg – 2,699.32 kJ/kg)

        P= 5,804.32 kW                                                         P= 5.8 MW

Temperatura en función de la entropía

T= f(s)

t ºC[pic 2]

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                                   [pic 4]

                               1[pic 5][pic 6][pic 7]

800 ºC            P1= 2 mPa  [pic 8][pic 9][pic 10]

60.1 ºC          P2=0.02 mPa                               [pic 11][pic 12][pic 13]

                                                     2

                                                              S1= S2

                                                                        S(kJ/kgºK)[pic 14]

1. Se mantiene agua a presión constante de 300 kPa, mientras que la temperatura varía desde 40ºC a 600ºC. Calcula el calor transferido y variación de entropía. Estado inicial es el líquido comprimido. Representa el gráfico T=f(s) y T=f(Vespecifico).

Estado inicial                (líquido comprimido tabla C-1)                                  

t1= 40℃                                          P1= 0.3 mpa

vf = 0.001008 m³/kg                     hf = 167.5 kj/kg                                        

sf = 0.5723 kj/kg°K

Estado Final                       (sobrecalentado tabla C-3)

P2 = 0.3 Mpa                     T2= 600℃

V2= 1.3414 m³/kg             S2= 8.5892 kj/kg°K

q = ∆h + w = h2 – h1 + w

W = p (V2-V1) = 300Kpa (1.3414-0.001008)m³/kg

W = 402.12 kj/kg

q= (h2 - h1) + W

q= (3703.2 kj/kg - 167.5 kj/kg) +   402.12 kj/kg

q = 3, 937.82 kj/kg

∆S = S2 – S1

∆S = 8.5892 kj/kg°K – 0.5723 kj/kg°K

∆S = 8.0169 kj/kg°K

Gráficos

Temperatura en función del volumen especifico

T= f(v)

t ºC[pic 15]

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                                   [pic 17]

600ºC                                           2[pic 18][pic 19][pic 20]

                       0.3 mPa  [pic 21][pic 22]

40 ºC                                                   [pic 23][pic 24]

                                                              v2 = 1.3414

              v1= 0.001008                                      v(m3/kg)[pic 25]

Temperatura en función de la entropía

T= f(s)

t ºC[pic 26]

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                                   [pic 28]

600ºC                                           2[pic 29][pic 30][pic 31]

                       0.3 mPa  [pic 32][pic 33]

40 ºC                                                   [pic 34][pic 35]

                                                              S2 = 8.5892

              S1= 0.5723                                      S(kJ/kgºK)[pic 36]

1. En un cilindro se expande aire desde 300 hasta 1100 cm3, mientras la presión se mantiene constante en 300 kPa. Si la temperatura inicial es 27ºC, calcule el calor transferido y el cambio de entropía.

Datos

300 cm3 x 10-6 = 0.0003 m3                                    1100 cm3 x 10-6 = 0.011 m3

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