Trabajo Grupal (tercera prueba) 1)
Entra refrigerante refrigerante 134ª a un compresor adiabático como vapor saturado a 100 kPa, a razón de 0,7
, y sale a una presión de 1 MPa. Si la eficiencia isentrópica del compresor es del
87%, determine: a) Las temperaturas temperaturas ideales ideales y reales reales del refrigerante refrigerante a la salida salida del compresor. compresor. b) La entrada de potencia potencia en kW c) Muestre en un diagrama diagrama T-h con con respecto de la línea línea de saturación. saturación.
2)
Se conoce que el vapor de una turbina de vapor pierde calor en el aire de los alrededores que se encuentra a 30oC y 0,1 MPa a una relación de 280 kW y que los cambios de energía cinética y potencial son despreciables. Si el vapor entra a la turbina de forma uniforme a 3 MPa y 400oC y a una taza de 10 Kg/s y sale a 0,3 MPa y 150oC. Determine: a) Salida de potencia real b) La salida de potencia máxima posible c) La eficiencia de la segunda ley d) La entropía generada en el proceso
3)
Un huevo ordinario se puede aproximar a una esfera de 5,5 cm de diámetro. El huevo está inicialmente a una temperatura uniforme de 8 °C, y se pone en agua hirviendo 0,000 0098 9804 04 a 97 °C. Tomando las propiedades del huevo como = 0,0 3,32
°
y =
, determine
a) Cuánto calor se transmite al huevo en el tiempo en que la temperatura promedio del huevo sube a 70°C b) La cantidad de generación gen eración de entropía asociada con este proceso de d e transferencia térmica. 4- Entran a una cámara de mezclado agua a 50°F con un flujo conocido de 300 lb/min. Una segunda entrada es de vapor de agua a 280°F. La salida se encuentra a 140°F. El sistema opera en estado estacionario y es tal que la presión es constante e igual a 20 psia. Existe una pérdida de calor de 180 Btu/min al ambiente, ambi ente, que se encuentran a 70°F. Asuma que es despreciable desprecia ble el término de energía cinética y el de energía potencial. Determine la tasa de entropía generada generada en este este proceso. proceso. 5- Se tiene un cilindro horizontal rígido, bien aislado, que divide dos compartimentos por un tabique fijo. En cada cada compartimen compartimento to hay gases ideales que no pueden pueden fluir al otro otro lado. lado. A un lado lado del tabique hay 2 de N2 a 250 kPa y 100°C mientras que el otro lado contiene 1 de Argón a 250 kPa y
35°C. Suponga que el sistema evoluciona a equilibrio térmico por medio de transferencia de calor a través del tabique. Considere calores específicos a temperatura ambiente de 300 K. a) Determine la temperatura final de equilibrio del cilindro b) Determine la generación de entropía durante el proceso Nota: 1 KJ=1 kPa*
6- Se conoce que el vapor de una turbina de vapor pierde calor en el aire de los alrededores que se encuentra a 30 oC y 0,1 MPa a una relación de 280 Kw y que los cambios de energía cinética y potencial son despreciables. Si el vapor entra a la turbina de forma uniforme a 3 Mpa y 400 oC y a una taza de 10Kg/s y sale a 0,3 MPa y 150 oC. Determine: e) Salida de potencia real f) La salida de potencia máxima posible g) La eficiencia de la segunda ley h) La entropía generada en el proceso
7-Un dispositivo de cilindro-embolo contiene inicialmente 2 L de aire a 100kPa y 25 °C. El aire se comprime ahora a un estado final de 600 KPa y 150 °C. La entrada de trabajo útil es 1.2 KJ. Suponiendo que el entorno está a 100 KPa y 25 °C, determine . a) El trabajo mínimo que se debe suministrar para llevar a cabo el proceso de compresión, b) La eficiencia según la segunda ley de este proceso.
8- En la figura se muestra una maquina termica la cual esta constituida por una bomba, dos intercambiadores de calor y una turbina. El fluido de trabajo es agua, y se conoce que su a la salida de los intercambiadores de calor ambos fluidos se encuentran en equilibrio termico. Se conoce que la tasa de calor que se transfiere al sistema es de 800 Kj/min y que la eficiencia de la maquina es de 0,2. Ademas el fluido de trabajo circula por una tuberia circular de 0,2 m de diametro con un caudal de 10m3 /h. Determine: a) El calor liberado en el proceso suponiendo que los procesos en la turbina y la bomba son adiebaticos y que no existen perdidas de calor en la tuberias. b) El trabajo realizado por la bomba.
c) La cantidad de vapor de agua sobrecalentado y sobrenefriado necesarios en una hora de trabajo de la maquina. d) Si se asume que los procesos en la bomba y la turbina son isoentropicos determine la cantidad de vapor de agua sobrecalentado y sobrenefriado necesarios en una hora de trabajo de la maquina e) Determine la efucientcia isontropica de la bomba y la turbina. f) Determine la eficiencia de segunda ley del proceso.
500 a ua 25 500K 100K 7 3
100
a u
25
9- En la figura se muestra una maquina termica la cual esta constituida por una bomba, dos intercambiadores de calor y una turbina. El fluido de trabajo es agua, y se conoce que a la salida de los intercambiadores de calor de ambos fluidos se encuentran en equilibrio termico. Se conoce ademas que la tasa de calor que se transfiere al sistema es de 900 Kj/min y que la eficiencia de la maquina es de 0,3. Considerando que el fluido de trabajo circula por una tuberia circular de 0,3 m de diametro con un caudal de 15 m3 /h. Determine: a) El calor liberado en el proceso suponiendo que los procesos en la turbina y la bomba son adiebaticos y que no existen perdidas de calor en la tuberias. b) El trabajo realizado por la bomba. c) La masa de vapor de agua sobrecalentado y sobrenefriado necesarios en una hora de trabajo de la maquina, d) La eficiencia del proceso e) La eficienciaisoentropica de la turbina f) La entropia generada en un ciclo de trabajo de la maquina. g) La entropia generada si se asumen los procesos de la turbina y la bomba como adiebaticos. Donde ocurre la generacion de entropia en este caso. h) La eficiencia de segunda ley de la maquina termica en cada uno de los casos anteriores. Relaciones los resultados obtenidos con las irreversibilidades en el proceso.
