Problemario de termodinamica

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=(1/0 .043358 m^3/Kg) x A1 x 20 m/s = (1/0.056796 m^3/kg) x A2 x 120.3772 m/s

=461.2758 x A1 = 2119.3339 x A2

A1/A2 = 2119.3339/461.2758

A1/A2 = 4.5945

7. El difusor de un motor de reacción debe bajar la energía cinética del aire que entra al compresor del motor, sin interacciones de calor o trabajo. Calcule la velocidad a la salida de un difusor, cuando entra a él aire a 100 kPa y 20 °C, con una velocidad de 500 m/s, y el estado en la salida es 200 kPa y 90 °C

EcE +HE = Ecs +Hs

+ HE= + HS[pic 58][pic 59]

[pic 60]

[pic 61]

[pic 62]

[pic 63]

[pic 64]

[pic 65]

8) Por una turbina adiabática pasa un flujo estacionario de vapor de agua. Las condiciones iniciales del vapor son 6 MPa, 400 °C y 80 m/s en la entrada, y en la salida son 40 kPa, 92 % de calidad y 50 m/s. El flujo másico del vapor es 20 kg/s. Determine a) el cambio de energía cinética, b) la potencia desarrollada por la turbina y c) el área de entrada de la turbina.

[pic 66]

- Cambio de energía cinetica

[pic 67][pic 68]

[pic 69]

[pic 70]

[pic 71][pic 72]

- Potencia desarrollada

Balance de materia

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[pic 83]

- Area de entrada

[pic 84]

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[pic 86]

9-Se va a comprimir helio, de 120 kPa y 310 K, hasta 700 kPa y 430 K. Durante el proceso de compresión hay una pérdida de calor de 20 kJ/kg. Despreciando los cambios de energía cinética, determine la potencia requerida para un flujo másico de 90 kg/min.

10.- por una turbina pasa vapor de agua con un flujo constante de 45,000lbm/lts entra a 1000 psia y 900°F y sale a 5 psia como vapor saturada. Si la potencia generada por la turbina es de 4Mwatts. Calcule la pedid de calor de vapor de agua.

P=100 psia

T=900°F

M=45,000 lbm/lts

Balance de energía

h=Q-W[pic 87]

los consideramos como cero [pic 88][pic 89]

h=Q-W[pic 90]

M(h) =Q-W m(h) =Q-W[pic 91][pic 92]

1 hr [pic 93]

45000lbm/hr = 12.5 lbm/seg[pic 94]

3600seg

100Kw 0.9478 btu[pic 95][pic 96][pic 97]

4Mw =400kj/kg =379.12 btu/seg[pic 98]

1Mw 1kj

H1= 1448.1 btu/lbm H2=1131.0 btu/lbm

Q= 12.5lbm/seg (1131.0-1448.1 btu/lbm) +372.12 btu/seg

Q=3963.75+372.12=-3591.63 btu/seg

Energía de entrada = (1448.1) (12.5) =18101.25 btu/seg

Energía de salida = (1131.0) (12.5) = 14138.75btu/seg

11) A un compresor adiabático entra dióxido de carbono a 100 Kpa y 300 K, con un flujo de 0.5kg/s, y sale a 600 KPa y 450 K. Despreciando los cambios de energía cinética, determine:

- El flujo volumétrico de dióxido de carbono en la entrada del compresor

- La potencia consumida por el compresor

-

[pic 99][pic 100][pic 101]

[pic 102]

- [pic 103]

[pic 104][pic 105]

[pic 106]

[pic 107][pic 108]

12)Una mezcla de liquido vapor de agua saturados, llamada vapor húmedo, fluye en una línea de suministro de vapor de agua a 2000 kPa y se estrangula hasta 100 kPa y 120 ºC ¿Cuál es la calidad de vapor de agua en la línea de suministro?

.h= 5575.4 KJ/Kg

.hf= 908.47 KJ/Kg

.hfg=1889.8 KJ/Kg

X = 5575KJ/kg – 908.47KJ/Kg = 2.4695 adimensional 1889.8KJ/Kg

.h=2608.9KJ/Kg

.hf=251.42KJ/Kg

.hfg=2357.5KJ/Kg

X = 2608.9KJ/Kg – 251.42KJ/Kg = .9999 2357.5KJ/Kg

h.= 2675.0KJ/Kghf=417.51kj/Kg

hfg=2267.5KJ/Kg

X=2675.0KJ/Kg – 417.51kj/Kg = .9999 2267.5KJ/Kg

13) Se estrangula vapor de agua a través de una válvula bien aislada, de

8 MPa y 350 °C, hasta 2 MPa.

- Determine la temperatura final del vapor.

Símbolo con datos:

[pic 109][pic 110]