Ejemplos del temas VII

Documentos relacionados
Ejemplos de temas V, VI, y VII

1 TERMODINAMICA Departamento de Física - UNS Carreras: Ing. Industrial y Mecánica

GUIA DE EJERCICIOS II. (Primera Ley Segunda Ley - Ciclo de Carnot)

PROBLEMARIO No. 2. Veinte problemas con respuesta sobre los Temas 3 y 4 [Trabajo y Calor. Primera Ley de la Termodinámica]

Ciclo de Otto (de cuatro tiempos)

Tema 3. Máquinas Térmicas II

2. LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

Ayudas visuales para el instructor. Contenido

Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Cátedra de Mecánica de los Fluidos. Carrea de Ingeniería Civil

Código: Titulación: INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL Curso: 2º. Descriptores de la asignatura según el Plan de Estudios:

Capítulo 10: ciclos de refrigeración. El ciclo de refrigeración por compresión es un método común de transferencia de calor de una

Sustancias puras, procesos de cambios de fase, diagramas de fase. Estado 3 Estado 4 Estado 5. P =1 atm T= 100 o C. Estado 3 Estado 4.

1. Procesos de transformación de la energía y su análisis Representación de sistemas termodinámicos... 3

VI. Segunda ley de la termodinámica

El balance de energía. Aplicaciones de la primera ley de la termodinámica. Ejercicios.

Ciclos de Potencia Curso Ejercicios

Flujo Compresible. h 0 = h + V 2 2. Es el estado alcanzado despues de una desaceleración hasta velocidad cero, pero con irreversibilidades asociadas.

CRITERIOS DE ESPONTANEIDAD

TURBOMÁQUINAS TÉRMICAS CT-3412

Datos ELV, Fracciones molares de n-c 6 H 14, 1 atm x (líquido) 0,0 0,1 0,3 0,5 0,55 0,7 1,0 y (vapor) 0,0 0,36 0,70 0,85 0,90 0,95 1,0 Sigue

MÁQUINAS HIDRÁULICAS Y TÉRMICAS TURBOMÁQUINAS TÉRMICAS

COMPRESORES REFRIGERACION INDUSTRIAL. BIBLIOGRAFÍA: W. Stoecker: Industrial Refrigeration Handbook, ASHRAE: Handbook of Fundamentals, 1997

CICLOS DE POTENCIAS DE GAS AIRE CERRADOS

IV. Análisis de energía en sistemas cerrados

INGENIERO. JOSMERY SÁNCHEZ

INGENIERO. JOSMERY SÁNCHEZ

Solución. Resuelto con el Software EES. Las soluciones se pueden verificar si se copian y pegan las líneas siguientes en una pantalla EES en blanco.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Entropía s [KJ/Kg.ºK]

Práctica No 13. Determinación de la calidad de vapor

1. FLUIDOS (1 punto) Enuncie la ecuación de Bernoulli y describa cada uno de los términos.

Electricidad y calor. Dr. Roberto Pedro Duarte Zamorano. Departamento de Física 2011

REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN

1. MÁQUINAS HIDRÁULICAS

Universidad Central del Este U C E Facultad de Ciencias de las Ingenierías y Recursos Naturales Producción Escuela de Ingeniería Industrial

Termodinámica y Máquinas Térmicas

Asignatura: TERMODINÁMICA APLICADA

1. Procesos de transformación de la energía y su análisis Representación de sistemas termodinámicos... 3

FÍSICA 4. P = RT V a V 2. U(T,V) = U 0 +C V T a V? α α T = C 1 = C 2. v = 1.003cm 3 /g. α = 1 v

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA

PRUEBAS EN UN COMPRESOR DE AIRE DE DOS. compresor de dos etapas. Obtener la curva de caudal v/s presión de descarga. Compresor de aire a pistón.

Tema Las Variables Termodinámicas y sus Relaciones

MÁQUINAS TÉRMICAS. CICLOS TERMODINÁMICOS Y ESQUEMAS. TEORÍA.

Fluidos y Sistemas de Bombeo Contenido

GUÍA DE RESUELTOS: SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA Y ENTROPÍA

INGENIERIA DE EJECUCIÓN EN MECANICA PROGRAMA PROSECUCION DE ESTUDIOS VESPERTINO GUIA DE LABORATORIO

2 DA LEY DE LA TERMODINAMICA TOMAS RADA CRESPO PH.D.

1 Ciclos termodinámicos

FÍSICA Usando la convención gráfica según la cual una máquina simple que entrega trabajo positivo se representa como en la figura:

Termodinámica I: Calores específicos

Capitulo 4: Dinámica de los fluidos I (Análisis global del comportamiento dinámico de los fluidos).

Respuesta: a) La fracción molar de NaCl es 0,072 b) La concentración másica volumétrica de NaCl es 0,231 g/cc

TERMODINÁMICA CICLOS III. CICLO DE CARNOT

Capítulo 6: Entropía.

(Cs. de la atmósfera y los océanos) Primer cuatrimestre de 2015 Guía 2: Segundo principio de la termodinámica. Entropía.

OBJETIVO SELECCIÓN DE PARÁMETROS DE OPERACIÓN, CÁLCULOS TÉRMICOS Y DE DINÁMICA DE GASES CON GASTURB

Termodinámica. Carrera: QUC 0535

INGENIERÍA QUÍMICA Problemas propuestos Pág. 1 BALANCES DE ENERGÍA

PRÁCTICA 10. TORRE DE REFRIGERACIÓN POR AGUA

Ciclos de Aire Standard

Práctico de Física Térmica 2 da Parte

FUNDAMENTOS SISTEMAS TRITÉRMICOS EYECCION

TEMA 1 Cambios de fase

TERMODINÁMICA AVANZADA

La energía interna. Nombre Curso Fecha

LAS MÁQUINAS DE ABSORCIÓN

TEMA 2: PRINCIPIOS DE TERMODINÁMICA. MÁQUINA TÉRMICA Y MÁQUINA FRIGORÍFICA

MEZCLAS NO REACTIVAS

Formulario de Termodinámica Aplicada Conceptos Básicos Formula Descripción Donde F= fuerza (newton) Fuerza ( )

Sistemas de refrigeración: compresión y absorción

1 Conservación de la masa

FUNDAMENTOS DE REFRIGERACION

Sustancia que tiene una composición química fija. Una sustancia pura no tiene que ser de un solo elemento, puede ser mezcla homogénea.

FORMACIÓN EN VÁLVULAS DE CONTROL: CRITERIOS DE SELECCIÓN Y DISEÑOS SEGÚN CONDICIONES DE PROCESO

Propiedades de sustancias

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

EQUIPOS PARA LA GENERACIÓN DE VAPOR Y POTENCIA

La segunda ley de La termodinámica se puede establecer de tres formas diferentes.

17. THERMODYNAMICS OF POWER GENERATION

Química 2º Bach. Recuperación 1ª Evaluación 13/01/05

Física 2 (Biólogos y Geólogos) SERIE 8

El análisis de las curvas de Fanno se refiere a un flujo adiabático isoentrópico en un ducto de área constante.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL ROSARIO. Integración IV. Trabajo práctico Nº 8: Diseño y simulación de sistemas de bombeo con HYSYS

DIVISIÓN DE INGENIERIAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA PROGRAMA DE ASIGNATURA

EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR PRESIÓN DE VAPOR Y ENTALPÍA DE VAPORIZACIÓN DEL AGUA

Trigeneración en la industria alimenticia

PROBLEMAS DE MÁQUINAS. SELECTIVIDAD

La física de la chimenea solar

Segunda Ley de la Termodinámica

COORDINACIÓN DE. División Departamento Licenciatura. Asignatura: Horas/semana: Horas/semestre: Obligatoria X Teóricas 4.0 Teóricas 64.

Física Termodinámica. Parte 2

Procesos termodinámicos

XVII EXPOSICION INTERNACIONAL DEL GAS

Motor de turbina a gas

Sistemas de vacío de múltiples etapas a chorro de vapor operando en circuito cerrado alcalino (Alkaline Closed Loop - ACL)

TURBINAS DE GAS INTRODUCCIÓN. APLICACIONES T G CICLO SIMPLE T G CON CAMBIADOR DE CALOR T G COMPRESIÓN REFRIGERADA T G CON RECALENTAMIENTO OTROS CICLOS

Ejemplos de máquina térmica son: los motores de combustión interna, las plantas de potencia de vapor, entre otras.

PROBLEMAS MÁQUINAS HIDRÁULICAS Y TÉRMICAS

PROBLEMAS DE DENSIDAD PROBLEMAS DE PRESIÓN

Tema 12 Termoquímica. Desprende o absorbe calor? Cuánto calor? Criterio de espontaneidad En qué dirección se produce? Reacciones Químicas

Transcripción:

1. Metano líquido es comúnmente usado en varias aplicaciones criogénicas. La temperatura crítica del metano es de 191 K, y por lo tanto debe mantenerse por debajo de esta temperatura para que este en fase líquida. Las propiedades del metano líquido a varias temperaturas pueden ser observadas en la tabla mostrada a continuación. Determine el cambio de entropía del metano líquido al ir de un proceso desde 110 K y 1 MPa a 120 K y 5 MPa: a. Usando las propiedades tabuladas. b. Suponiendo el metano líquido es una sustancia incompresible. Ecuación básica: s 2 s 1 c @Tprom ln T 2 T 1 PPT elaborado por Arturo Arosemena 1

1. Metano líquido es comúnmente usado en varias aplicaciones criogénicas. La temperatura crítica del metano es de 191 K, y por lo tanto debe mantenerse por debajo de esta temperatura para que este en fase líquida. Las propiedades del metano líquido a varias temperaturas pueden ser observadas en la tabla mostrada a continuación. Determine el cambio de entropía del metano líquido al ir de un proceso desde 110 K y 1 MPa a 120 K y 5 MPa: a. Usando las propiedades tabuladas. b. Suponiendo el metano líquido es una sustancia incompresible. a. Aquí se emplearán las propiedades tabuladas: Estado 1 T 1 = 110 K, = 1 MPa s 1 = 4.875, c p1 = 3.471 Estado 2 T 2 = 120 K, P 2 = 5 MPa s 2 = 5.145, c p2 = 3.486 s = s 2 s 1 = 5.145 4.875 s = 0. 27 2

1. Metano líquido es comúnmente usado en varias aplicaciones criogénicas. La temperatura crítica del metano es de 191 K, y por lo tanto debe mantenerse por debajo de esta temperatura para que este en fase líquida. Las propiedades del metano líquido a varias temperaturas pueden ser observadas en la tabla mostrada a continuación. Determine el cambio de entropía del metano líquido al ir de un proceso desde 110 K y 1 MPa a 120 K y 5 MPa: a. Usando las propiedades tabuladas. b. Suponiendo el metano líquido es una sustancia incompresible. b. Aquí se supondrá el metano líquido es una sustancia incompresible. s 2 s 1 c @Tprom ln T 2 T 1 s 0. 303 Se supondrá c @Tprom c p1 + c p2 /2. c @Tprom 3.471 + 3.486 2 c @Tprom 3.4785 s 2 s 1 3.4785 ln 120 110 3

2. Aire es comprimido desde una estado inicial de 100 kpa y 17 C a un estado final de 600 kpa y 57 C. Determine el cambio de entropía del aire durante este proceso de compresión al usar: a. Los valores tabulados encontrados en la tabla A-17. b. Empleando calores específicos constantes. Suposiciones: Aire comportándose como gas ideal. Ecuaciones básicas: s 2 s 1 = s 2 0 s 1 0 R ln P 2, s 2 s 1 = c p@tprom ln T 2 T 1 R ln P 2, R = c p c v a. Se determinarán las propiedades del aire como gas ideal de la tabla A-17. T 2 = 330 K s 2 0 = 1.79783 T prom = T 1 + T 2 310 K 2 A partir de los datos encontrados en la tabla A-2: Estado 1 T 1 = 290 K s 1 0 = 1.66802 Estado 2 4

2. Aire es comprimido desde una estado inicial de 100 kpa y 17 C a un estado final de 600 kpa y 57 C. Determine el cambio de entropía del aire durante este proceso de compresión al usar: a. Los valores tabulados encontrados en la tabla A-17. b. Empleando calores específicos constantes. c p@tprom 310 300 350 300 1.008 1.005 + 1.005 c p@tprom 1.006 c v@tprom 310 300 350 300 0.721 0.718 + 0.718 c v@tprom 0.719 R = c p c v 1.006 0.719 R 0.287 s 2 s 1 = s 2 0 s 1 0 R ln P 2 5

2. Aire es comprimido desde una estado inicial de 100 kpa y 17 C a un estado final de 600 kpa y 57 C. Determine el cambio de entropía del aire durante este proceso de compresión al usar: a. Los valores tabulados encontrados en la tabla A-17. b. Empleando calores específicos constantes. s 2 s 1 1.79783 1.66802 s 0. 3844 0.287 ln 600 100 b. Empleando calores específicos constantes: s 2 s 1 = c p@tprom ln T 2 T 1 R ln P 2 s 2 s 1 1.006 ln 330 290 0.287 ln 600 100 s 0. 3842 6

3. Helio es comprimido por un compresor adiabático desde un estado inicial de 14 psia y 50 F hasta una temperatura final de 320 F en un proceso reversible. Determine la presión de salida del helio. Suposiciones: El helio se comporta como gas ideal con calores específicos constantes. Ecuación básica: T 2 T 1 s=const. = P 2 k 1 k P 2 14 psia P 2 40. 49 psia 320 + 460 50 + 460 1.667 1.667 1 7

4. Vapor entra a una turbina a 3 MPa y 400 C y sale a 50 kpa y 100 C. Si la potencia de salida de la turbina es 2 MW, determine: a. La eficiencia isoentrópica de la turbina. b. El flujo másico del vapor que va a través de la turbina. Suposiciones: condiciones de estado estable, cambios de energía cinética y potencial despreciable, proceso adiabático. Ecuaciones básicas: m 1 = m 2, E 1 = E 2, η T h 1 h 2a h 1 h 2s Estado 1 = 3 MPa, T 1 = 400 C h 1 = 3231.7 kg, s 1 = 6.9235 k J k g K Estado 2, real P 2 = 50 kpa, T 2 = 100 C h 2a = 2682.4 kg 8

4. Vapor entra a una turbina a 3 MPa y 400 C y sale a 50 kpa y 100 C. Si la potencia de salida de la turbina es 2 MW, determine: a. La eficiencia isoentrópica de la turbina. b. El flujo másico del vapor que va a través de la turbina. Estado 2, isoentrópico P 2 = 50 kpa, s 2s = s 1 = 6.9235 k J k g K A partir de los datos encontrados en la tabla A-5: h 2s = 2407.9 k J k g a. Se determinará la eficiencia isoentrópica de la turbina. η T h 1 h 2a h 1 h 2s η T 3231.7 2682.4 3231.7 2407.9 η T 0. 667 b. Se determinará el flujo másico. E 1 = E 2 mh 1 = W salida + mh 2a m m = W salida h 1 h 2a 2000 kw 3231.7 2682.4 k J k g m 3. 64 kg s 9