Programa Nacional De Formación En Procesos Químicos Termodinámica Aplicada

PROGRAMA NACIONAL DE FORMACIÓN EN PROCESOS QUÍMICOS TERMODINÁMICA APLICADA

Unidad # 1. Aplicación de la l a primera ley en sistemas abiertos (balance de energía) Examen parcial 1. Una corriente de vapor vapor de agua, en en condiciones de temperatura de 662 ºF y 3,94769 atm a razón de 2,5 hg/S es inyectada en una turbina adiabática que es utilizada para generar potencia para un generador eléctrico y un compresor, la corriente de salida de la turbina posee 95% de calidad y está a 20 kPa, el compresor en cuestión opera con nitrógeno a 14,5 PSI y 293,15 K y solo consume 24 kW del trabajo generado por la turbina, posteriormente, el nitrógeno presurizado se enfría hasta 95 ºF con 10 MPa de presión a razón de 0,04 kg/s. Determine la potencia disponible para el generador y el calor retirado al nitrógeno. (4 %)

2. Las condiciones en la entrada entrada y la salida de una pequeña turbina turbina de vapor son 500 kPa, 300 °C y 7,4 kPa, 94 % de calidad respectivamente. En un punto intermedio de la turbina en el que la presión es de 100 kPa y la entalpía 2750 kJ/kg, se extrae un 7,5 % del vapor circulante, a velocidad despreciable, para calentamiento. La sección de la turbina a la salida es de 0,83 m2. (5 %) a. Teniendo en cuenta que que el término de energía cinética a la salida salida de la turbina es significativo pero muy pequeño comparado con los demás términos, indicar cómo se podría obtener una potencia en la turbina de 5 MW. Calcular el caudal de vapor en una primera aproximación. b. Para el caudal calculado, calculado, determinar la velocidad de salida del vapor vapor de la turbina

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3. Plantee la ecuación ecuación general de balance balance de energía energía para el siguiente siguiente esquema: (3 %)

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Unidad # 1. Aplicación de la l a primera ley en sistemas abiertos (balance de energía) Examen parcial 1. En un sistema de licuefacción de oxigeno se estudia un proceso bajo las siguientes condiciones, supongamos que el gas entra al sistema (condición 1) preenfriado por intercambio de calor con el retorno del separador de gotas, a 60 atm y 200 °K, y sale de la turbina (2) a 1 atm, como vapor y líquido. Todo el sistema está perfectamente aislado y la potencia entregada por la turbina resulta ser 1700 vatios (asumiendo una eficiencia del 100 %) y el caudal másico (medido en 1) es de 15 g/seg. ¿Qué porcentaje de licuación se obtiene y qué cantidad de oxígeno líquido sale en 3? (5 %)



h2 (cal/mol) (cal/mol) 2320



2. Plantee la ecuación ecuación general de balance balance de energía energía para el siguiente siguiente esquema: (3 %)

3. Se calientan 2000 1/h de puré de tomate desde 20°C hasta hasta 80°C utilizando utilizando vapor saturado saturado a 220°C. Si el vapor cede su calor latente y sale como líquido saturado, ¿qué cantidad de vapor se requerirá? (cp puré de tomate 0,85 kCal/kg*K; densidad 1,09 kg/l) (4%)



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