Termodinámica IND173 Práctica 2do parcial

...

Cp= 1.039 _kj_

KgºK

Salida

d2=222mm / 1000 0.222m

V2=800m/s

Solución

Gas ideal

P1V1=RT

P11/ρ1=RT

ρ1RT1=P1

ρ1=_P1_ = (8000Pa)_______

RT1 (287Pam3/kgºK) (723ºK)

ρ1=0.03855kg/m3

ṁ=ρ1A1V1

ṁ= (0.03855kg/m3) (π/4 (0.2m)2) (400m/s)

ṁ= 0.4844 kg/s

m= ṁ x t

m= (0.4844 kg/s) (12 s)

m= 5.81 kg

I ley ṁe= ṁs

ρ1A1V1 = ρ2A2V2

ρ2= ρ1A1V1

A2V2

ρ2= (0.03855kg/m3) (π/4 (0.2m)2) (400m/s)

(π/4 (0.222m)2) (800m/s)

ρ2= 0.4844kg/s

30.966m3/s

ρ2= 0.0156kg/m3

- Para mantener una presión constante de 500 kPa en un cilindro que contiene vapor de agua inicialmente a 400ºC ocupando un volumen de 2m3 se utiliza un embolo sin fricción.

Calcule masa en kg, trabajo W (kj), ΔH (kj), Δs (kj/ºK), Cp y representa el diagrama T=f (Vespecífico) y T=f(h). Q calor que entra es 3800kj y temperatura de salida es 800ºC.

Datos

P1=500 kPa/1000 0.5mPa

V=2m3

Q=3,800kj

t1=400ºC

t2=800ºC

Solución

Estado inicial (desde tabla A-6)

P1= 0.5mPa

t1= 400ºC

V1= 0.6173 m3/kg

h1= 3,271.9 kj/kg

Estado final (sobrecalentado, desde tabla A-6)

P2= 0.5mPa

t2= 800ºC

V2= 0.9896 m3/kg

h2= 4,156.9 kj/kg

W= mp(v2-v1)

m1= __V__ = ____2 m3___

Vesp1 0.6173 m3/kg

m1= 3.24 kg

W= mP(v2-v1)

W= (3.24 kg) (500kPa) (0.9896 m3/kg-0.6173 m3/kg)

W= 603.126 kj

I ley

Q-W= ΔH

ΔH= Q-W

ΔH= 3800kj – 603.126 kj

ΔH= 3,196.87 kj

Cp= ΔH

ΔT

Cp= h2-h1

t2-t1

Cp= 4,156.9 kj/kg – 3,271.9 kj/kg

800ºC – 400ºC

Cp= 2.2125 kj/kgºC

Gráficos

Temperatura en función del volumen específico

T= f(v)

t ºC[pic 2]

[pic 3]

800 ºC 2 [pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]

1[pic 10]

400 ºC[pic 11]

0.5 mPa[pic 12][pic 13]

V2= 0.9896

V(m3/kg)

V1= 0.6173

Temperatura en función de la entalpia

T= f(h)

t ºC

[pic 14][pic 15]

800 ºC 2 [pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21]

1[pic 22]

400 ºC

0.5 mPa[pic 23][pic 24]

h2= 4,156.9

h(kj/kg)

h1= 3,271.9

- En una válvula de estrangulamiento entra vapor de agua de la masa 1.7 kg a 6000 kPa y 400 ºC, y sale a una presión de 2000 kPa y x=0.77.

Determine el volumen específico del vapor y H (kj) y representa el gráfico T=f(Vespecifico), h=f(V especifico) y T=f(s).

Datos

P1=6000kPa / 1000 6 mPa

m= 1.7kg

t1=400ºC

P2=2000kPa / 1000 2 mPa

X= 0.77

Solución

Estado inicial (desde tabla C-3)

P1=6 mPa

t1= 400 ºC

v1= 0.04739 m3/kg

h1= 3,177.2 kj/kg

h1= h2

H1= H2

H1= h1.m

H1= (3,177.2 kj/kg) (1.7