Termodinamica Gases Y Vapores

7-54

Entra refrigerante R-134a a una turbina de flujo uniforme, adiabático, como vapor saturado a 1200Kpa y se expande a 100Kpa. La potencia producida por la turbina se determina como 100Kw cuando el proceso también es reversible

Trace el diagrama T-s con respecto a las líneas de saturación para este proceso.

Determine el flujo volumétrico del refrigerante a la salida de la turbina en m^3/s

P1=1200KPA

W=100KW= 100000 J/s

Vg =.016715 m3/kg P2=100kpa

h1 = 273.87kj/kg vap saturado h2= 197.5 MEZCLA

S1=.91303 X= (S1-S2)/Sfg = (.91303-.07180)/(.94779)= .8372

h2= hf + x hfg = 17.28 + (.83)(217.16) = 197.52kJ/Kg

V2 = Vf + Vfg = (.0007259)+ (.83)(.1925) = .160

W = m (h1-h2)

m= w/((h1-h2))=(100 kj/s)/((273.87-197.52))= 1.30 Kg/s

Vesp= m V1

V esp = (.160) m^3/Kg (1.30)Kg/s = .208 m^3/s

7-60

Un dispositivo de cilindro embolo contiene 5kg de vapor de agua a 100C con una calidad del 50%. Este vapor sufre dos procesos como sigue.

1-2 el calor se transfiere al vapor de manera reversible mientras la temperatura se mantiene constante, hasta que el vapor exista como vapor saturado.

2-3 el vapor se expande en un proceso adiabático reversible hasta que la presión es de 15Kpa

Haga un esquema de este proceso con respecto a las líneas de saturación T-s

Determine el calor transferido al vapor en el proceso 1-2 en KJ

Determine el trabajo que realiza el vapor en el proceso 2-3 en KJ

Estado 1 estado 2

T1= 100 C mezcla T2=T1 VAP SATURADO

X=.50

h1= 419.17+ .5 (2256.4) =1547.37 kJ/Kg

h2= 2675.6

Vfg = vg-vf

V1= Vf-Vfg = (.001043) + .50(1.6709) = .8365 m^3/Kg

V2 = 1.6720 m^3/Kg

Q= ?

Q= (h2-h1) m

Q= (2675.6 – 1547.37) kJ/Kg (5) kg= 5641.15 KJ

7-82

Un dispositivo aislado de cilindro embolo contiene inicialmente 300L de aire a 120Kpa y 17C hora se calienta el aire durante 15 min por un calentador de resistencia de 200W colocado dentro del cilindro la presión de aire se mantiene Cte. durante este proceso

Determinar el cambio de entropía por:

Calor especifico cte

Calor especifico variable.

P1=120 KPA ESTADO 1 PV= RT

T1=17 C = 290 K AIRE V= RT/P = ((.2870 )(290))/(120 KPA) = .6935 m^3/Kg

V= 300L m= V/(V esp) = (.3 m3)/(.6935 m3/kg) = .43253kg

W =180/(.43253) KJ/kg = 416.156kJ/Kg

WE= (h2-h1) m

WE= (h2-h1) .43253 kg

(we ( h1))/(.4353) + 290.16 kJ/Kg = h2

H2 = 706.31 KJ/kg

T2 = 693.53116 K (interpolando) ….. S2 =2.5627

Δs=cp ln T2/T1 – R ln P1/P2

Δs= (S2 – S1) R ln P1/P2

Δs = (2.5627 – 1.66502) (.43253) = .386 Kg/K

9-39

La relación de compresión del ciclo otto de aire estándar es de 9.5 antes del proceso de compresión isopentropica el aire esta a 100kpa y 35C y 600cm3 la temperatura al final del proceso de expansión isoentropica es de 800K usando valores de calores específicos a temperatura ambiente. Determine

La temperatura y presión más alta del ciclo

La entrada de calor

La eficiencia térmica del ciclo

La presión media efectiva

9-41

Un ciclo de otto ideal con aire de cómo fluido de trabajo tiene una relación de compresión de 8. Las temperaturas mínimas y máximas del ciclo son 540 y 2400R. Teniendo en cuenta la variación de calores específicos con la temperatura. Determine.

La cantidad de calor transferido del aire durante el

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