INDICACIONES: El examen es sin copias, copias, ni apuntes. apuntes. Se permite el uso de tablas termodinámicas y calculadora, prohibido el uso de celulares. Colocar los resultados en cuadro y con las unidades respectivas. Cualquier intento de plagio anulará automáticamente automáticamente el examen Nº de preguntas: preguntas: 4 Puntaje: 20 puntos Dura Duraci ción ón:: 120 120 minutos _________________________ ______________________________________ ___________________________ _____________________________ ___________________________ _______________ ___ 1. Una planta de potencia a vapor opera en un ciclo Rankine ideal simple entre los límites de presión de 3 MPa y 50 kPa. La temperatura del vapor a la entrada de la turbina es de 300 °C y el flujo másico de vapor es de 35 kg/s. Muestre el ciclo en un diagrama T-s y determine determine (4p) a) Eficiencia Térmica del del ciclo (%) b) Salida neta de potencia potencia (kW)
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Nro DD- 105 Página: 2 de 4 2. Una planta de potencia de vapor opera en un ciclo Rankine ideal regenerativo. El vapor entra a la turbina a 6MPa y 450°C, y se condensa en el condensador a 20 kPa. El vapor se extrae de la turbina a 0,4 MPa para calentar el agua de alimentación en un calentador abierto. El agua sale del calentador como un líquido saturado. Muestre el ciclo en un diagrama T-s y determine. (6p) a) Salida neta de trabajo por kilogramo de vapor que fluye a través de la caldera (kg/s) b) Eficiencia térmica del ciclo (%)
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Nro DD- 105 Página: 3 de 4 3. Un ciclo Brayton simple emplea aire como fluido de trabajo con una relación de presiones de 12, una temperatura de entrada del compresor de 300 K y una temperatura de entrada en la turbina de 1000 K. Determine la tasa de flujo másico requerida (kg/s) y el diagrama T-s, del aire para una salida de potencia neta de 70 MW. (3p) (Cp=1,005 kJ/kg-K; R=0,2870 kJ/kg-K; :Cv=0,718 kJ/kg-K; k=1,4)
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Nro DD- 105 Página: 4 de 4 4. En un ciclo combinado (gas-vapor), se tiene una turbina a gas que tiene una relación de presiones de 16. El aire entra al compresor a 300 K, a una tasa de 14 kg/s y se calienta hasta 1500 K en la cámara de combustión. Los gases de combustión que salen de la turbina de gas se usan para calentar el vapor hasta 400°C y 10MPa en el intercambiador de calor. Los gases de combustión salen del intercambiador de calor a 420 K. El vapor que sale de la turbina se condensa a 15kPa. Suponga que todos los procesos de compresión y expansión son isoentrópicos y determine. (7p) a) La tasa de flujo másico de aire (kg/s) b) La salida de potencia neta del ciclo combinado (kW) c) La eficiencia térmica del ciclo combinado (%) d) Grafique el diagrama T-s (Cp=1,005 kJ/kg-K; R=0,2870 kJ/kg-K; :Cv=0,718 kJ/kg-K; k=1,4)
