Ejercicio de1° Ley, Sistemas Abiertos (Taller en Clases- Abril/2017)
90 450° ⁄ 200 2000 ⁄
Vapor de Agua velocidad de .
y y
entran a una tobera aislada térmicamente con una ; sale con una presión de 20 psi y a una velocidad de
Determine la temperatura final y calidad del Vapor a la salida si éste es saturado.
Solución:
̇ = 0 ̇ = 0 ̇ − ̇ =∆̇ =0 ⟹ ̇ = ̇ = ̇ ̇ − ̇ = ∆ ̇ =0 ⟹ ̇ = ̇ ̇ ℎ + 12 v = ̇ ℎ + 12 v ⟹ ℎ + 12 v = ℎ + 12 v
Suponemos un sistema de estado estable, y que la tobera es aislada por los cual no existe intercambio de calor con los alrededores , ni tampoco produce trabajo por lo cual El Balance de masa es como se muestra a continuación:
Por los cual la ecuación de Energía será:
Reemplazando valores tenemos:
Miguel Bula Picón Ingeniero Mecánico Whatsapp: 3016928280
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Despejando
ℎ
, tenemos que la ecuación se transforma en:
ℎ = ℎ + 12 (v − v) ()
Ahora, vamos a calcular por medio de las tablas termodinámicas el valor de así:
ℎ
,
Estado 1 (Vapor Sobrecalentado):
=450° = 90 ℎ =?
Entrando a la tabla tabla nos damos cuenta cuenta que para esta relación de temperatura y presión no tenemos los datos exactos, por lo cual toca interpolar para hallar los datos que se necesitan:
=80 ⁄ 440500°° 1230,8 ℎ ⟹ ℎ − 1230,8 ⁄ = 450°−400° 1281,,2 ⁄ − 1230,8 ⁄ 500°−400° 500° 1281,2 ⁄ 1281 ℎ = 1256 6⁄ =100 ⁄ 440500°° 1227,8ℎ ⟹ ℎ − 1227,8 ⁄ = 450°−400° 1279,,3 ⁄ − 1227,8 ⁄ 500°−400° 500° 1279,3 ⁄ 1279 ℎ = 1253,5 ⁄ Para
Para
:
:
Interpolando nuevamente tenemos:
8900 1256 ℎ⁄ ⟹ ℎ − 1256 ⁄ = 90°−80° 1253,,55 ⁄ − 1256 ⁄ 100°−80° 100 1253,55 ⁄ 1253 ℎ = 1254,77 ⁄
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Reemplazando valores en i), tenemos que:
1 ℎ = 1254254,77 ⁄ + 12 [(200 ⁄) − (2000 ⁄)] × 7787718 × ∙ (1 )()(332,17 ⁄)
ℎ = 1254,77 ⁄ − 79,11 ⁄ = 1175,67 ⁄
Con éste valor, entramos a la tabla de vapor saturado y leyendo l eyendo tenemos que la temperatura a la salida del difusor es:
=°
⁄ ℎ = 2 5 9 , 4 3 ℎ = 9()17,76 ⁄ ℎ = ℎ + ℎ ⇒ = ℎℎ−ℎ = 1175,9617,177 −,72659,43⁄⁄ =,
Entrando a la tabla de vapor saturado, tenemos, y ; reemplazando valores en la ecuación, y despejando la calidad , tenemos:
