PIA de termodinamica

Universidad Autónoma de Nuevo León

Facultad de Ciencias Químicas

Ingeniero Industrial Administrador

TERMODINAMICA

PROFESOR: MARCO ANTONO MENDOZA GARCÍA

Propósito del pía: El propósito de este producto integrador de aprendizaje es que el alumno comprenda las Leyes de la Termodinámica a partir de diferentes dispositivos presentes en un sistema abierto. Se introduce al estudiante en el cálculo de magnitudes termodinámicas tales como perdidas de calor de un sistema, potenciales termodinámicos, presiones y temperaturas para estudiar sistemas con aplicaciones prácticas como turbinas, válvulas, toberas, difusores, cámaras de mezcla y condensadores. Así mismo, comprenderá los fenómenos termodinámicos involucrados con las distintas fuentes de producción de energía. Finalmente, el alumno será capaz de la resolución de problemas relacionados con la vida cotidiana e industrial, así como el análisis de los resultados obtenidos, para visualizar claramente el alcance de la materia. 

Equipo #2:

• 1911557 Argumedo Solís Andrea
• 1906843 Bazaldúa Betancourt Eduardo
• 1906744 Carrillo Fernández Miguel Ángel
• 1921060 Delgadillo Sandoval Debany Lizeth
• 1917957 Lara Uribe Cesar Humberto
• 2035902 Vázquez Jasso Alina Joanna

[pic 1] [pic 2] [pic 3]

[pic 4] [pic 5] [pic 6]

CIUDAD UNIVERSITARIA, 26 DE MARZO DE 2021

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN        3

ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO        4

PROBLEMA 1 EQUIPO 2 (TOBERA)        4

PROBLEMA 1 (1RA VARIACIÓN)        6

PROBLEMA 1 (2DA VARIACIÓN)        8

PROBLEMA 1 (3RA VARIACIÓN)        10

OBSERVACIONES PERSONALES        13

OBSERVACIÓN GRUPAL        14

CONCLUSIÓN PERSONALES        15

CONCLUSIÓN GRUPAL        17

RECOMENDACIONES PERSONALES        18

RECOMENDACIÓN GRUPAL        20

BIBLIOGRAFÍA        21

INTRODUCCIÓN

En la presente actividad se analizará un ejercicio referente a las toberas como parte de la materia de termodinámica. Una tobera es técnicamente, una tobera es un dispositivo que convierte la energía térmica y de presión de un fluido en energía cinética; el fluido sufre un aumento de velocidad a medida que la sección de la tobera va disminuyendo, por lo que sufre también una disminución de presión y temperatura al conservarse la energía. Una tobera se usa en turbo máquinas y otras máquinas como por ejemplo inyectores (dispositivo utilizado para bombear fluidos). En estas últimas, el fluido que recorre la tobera aumenta su velocidad a lo largo de su recorrido y paralelamente disminuye su temperatura y presión. Este efecto hace que la energía se conserve.

 Ya que sabemos lo que es una tobera podemos analizar mejor el problema, sin embargo, el saber el concepto de un sistema abierto es de mucha utilidad para este trabajo. Un sistema se considera abierto cuando este interactúa continuamente con su entorno, donde la interacción puede tomar la forma de información, energía o transformaciones de materiales en la frontera con el sistema.

Dentro de este proyecto se analizarán todas las variaciones que trae consigo el problema y se adicionaran observación y recomendaciones ya que es un problema un poco extenso, sin embargo, se mencionaran paso a paso lo que se hizo para llevar a cabo el procedimiento y llegar a el resultado correcto. Cada integrante dará sus recomendaciones acerca de la tobera para poder visualizar mejor las cosas y ver de qué manera puede mejorar esta.

En el proceso de problema se utilizaron diversas fórmulas y leyes con las cuales todos deben de estar al tanto como lo es la primera ley de la termodinámica y así estar al tanto y no perder ningún detalle acerca a la tobera, debido a que hay variaciones y esto implica un proceso que no es necesariamente repetitivo.  Es por eso el motivo de las observaciones y las recomendaciones.

Su relevancia es mucha debido a que estamos estudiando una ingeniería que implica equipos variados junto con sus procesos, ya que en cualquier momento puede llegar a hacer falta, y si ese llegar ser el caso, estar bien preparado con los conocimientos necesarios y así poder ser más eficientes a la hora de estar laborando en lo que es la industria.

ANÁLISIS DEL DISPOSITIVO

PROBLEMA 1 EQUIPO 2 (TOBERA)

1.- A una tobera adiabática entra aire a 1.8 bar, 67°C y 48m/s. A la salida la presión es de 1 bar y la velocidad es seis veces su valor inicial. Si el área de entrada es 100cm2, determine:

1. [pic 7]La temperatura de salida.
2. El área de salida.

[pic 8]

[pic 9]

Para resolver el inciso a) serán las sig:

[pic 10]

Haremos las conversiones de temperatura °C a °K, y tambien de bar a Kpa:

[pic 11]

Resolvemos para conocer h1:

[pic 12]

Resolver Δec

[pic 13]

Tenemos que interpolar para obtener los resultados:

[pic 14] [pic 15]

Usando la fórmula h2= h1-Δec obtenemos la temperatura de salida:

[pic 16]

Para resolver el inciso b) usamos La ley de la conservación de la masa:

[pic 17]

Usamos las conversiones debidas en los datos de salida:

[pic 18]

Las fórmulas que utilizaremos serán las siguientes:

[pic 19]

La Solución de inciso b) es la siguiente:

[pic 20]

PROBLEMA 1 (1RA VARIACIÓN)

1.- A una tobera adiabática entra aire a 1.95 bar, 69°C y 50m/s. A la salida la presión es de 1 bar y la velocidad es 5.8 veces su valor inicial. Si el área de entrada es 110cm2, determine:

1. [pic 21]La temperatura de salida.
2. El área de salida.

[pic 22][pic 23]

Para resolver el inciso a) serán las sig:

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