Evaluacion final costos

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DESARROLLO

1. Complete las celdas vacías de la siguiente tabla de propiedades para el agua. En la última columna, describa la condición del agua como líquido comprimido, mezcla saturada, vapor sobrecalentado, o información insuficiente si no se dispone de los datos suficientes para identificar el estado. En el caso que sea aplicable indique la calidad de la mezcla. (2,5 puntos)

1. Entra vapor a una turbina de flujo uniforme con un flujo másico de 20 kg/s a 600 °C, 5 MPa, y una velocidad despreciable. El vapor se expande en la turbina hasta vapor saturado a 500 kPa, de donde 10 por ciento del vapor se extrae para algún otro uso. El resto del vapor continúa expandiéndose a la salida de la turbina, donde la presión es 10 kPa y la calidad es de 85 %. Si la turbina es adiabática, determine la tasa de trabajo realizado por el vapor durante este proceso. (2 puntos)

1. Se usa un acondicionador de aire con refrigerante 134a como fluido de trabajo para mantener un cuarto a 23 °C rechazando el calor de desecho al aire exterior a 37 °C. El cuarto gana calor a través de las paredes y las ventanas a razón de 250 kJ/min, mientras que el calor generado por la computadora, la TV y las luces es de 900 W. El refrigerante entra al compresor a 400 kPa como vapor saturado a razón de 100 L/min y sale a 1.200 kPa y 70 °C, determine: (4 puntos)

a. El coeficiente de desempeño (COP)

b. El coeficiente de desempeño (COP) máximo

c. El requerimiento de potencia mínimo del compresor y

d. El flujo volumétrico mínimo del refrigerante en la entrada del compresor para las mismas condiciones de entrada y salida del compresor.

1.  Entra vapor de agua a una tobera adiabática a 3.5 MPa y 300 °C con una velocidad baja, y sale

a 1.6 MPa y 250 °C a un flujo másico de 0.4 kg/s. Si el estado ambiente es de 100 kPa y 18°C.

Determine: (2 puntos)

a. La velocidad de salida del vapor y

b. La exergía destruida durante ese proceso

1. Considere un ciclo combinado de potencia de gas/vapor. El ciclo de gas es un ciclo Brayton

simple que tiene una relación de presiones de 7. El aire entra al compresor a 15 °C a razón de

10 kg/s, y a la turbina de gas a 950 °C. El ciclo de vapor es un ciclo Rankine con recalentamiento entre los límites de presión de 6 MPa y 10 kPa. El vapor de agua se calienta en el intercambiador de calor a razón de 1,15 kg/s por los gases de escape que salen de la turbina de gas, y los gases de escape salen del intercambiador de calor a 200 °C. El vapor sale de la turbina de alta presión a 1.0 MPa y se recalienta a 400 °C en el intercambiador de calor antes de que se expanda en la presión de baja presión. Suponiendo una eficiencia isentrópica de 80 % para todas las bombas, turbinas y compresor.

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