Transferencia de energía y propiedades de las sustancias puras

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Instrucciones:

Realice los siguientes problemas relacionados con la primera ley de la termodinámica:

Se bombea agua de un lago hacia un gran recipiente de almacenamiento situado 20 m arriba, a una tasa de 70 L/s con un consumo de potencia eléctrica de 20.4 kW. Sin considerar las pérdidas por fricción en las tuberías ni los cambios de energía cinética, determine a) la eficiencia global de la unidad bomba-motor y b) la diferencia de presión entre la entrada y la salida de la bomba

[pic 2]

Datos:

ρ = 1000kg/m3

 = 70L/s[pic 3]

Z1 = 0m

Z2 = 20m

g = 9.81m/s2

eléctrica, entrada = 20.4kW[pic 4]

1. Eficiencia global de la unidad bomba-motor

Se transforma el flujo volumétrico 70L/s a m3/s:         = 70L/s *  = 0.070m3/s[pic 5][pic 6]

Se calcula el flujo másico :        ρ *                 1000kg/m3 * 0.070m3/s = 70kg/s[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

Se calcula la energía potencial con la altura Z2, ya que Z1 = 0m:

ep2 = g* Z2        ep2 = 9.81m/s2 * 20m                ep2 = 196.2m2/s2

se transforma ep2 a kJ/kg:        ep2 = 196.2m2/s2 *  = 0.1962kJ/kg[pic 11]

Se calcula la energía mecánica del fluido:

Δmecánica, fluido =  * (emecánica, salida – emecánica, entrada)[pic 12][pic 13]

Δmecánica, fluido =  (ep2 – ep1)        ⇒         (ep2 – 0)[pic 14][pic 15][pic 16]

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