Un tubo de vidrio sellado contiene vapor de refrigerante 410 a 40ºC para realizar un experimento se desea saber la presión esa condición. Pero no existen los medios suficientes para medirla, pues el tubo es sellado en cambio se aprecia que cuando el tubo es enfriado a 0ºC se observan pequeñas gotas de líquido en las paredes del vidrio. ¿Cuál es la presión de refrigerante 410 cuando la temperatura es igual 40ºC? Calcular el calor transferido. El proceso de mezcla indicado en la figura se emplea para obtener refrigerante 410A como vapor saturado a 64,1 kPa. El refrigerante 410A a alta presión se estrangula hasta la presión de la cámara y luego se mezcla con el líquido sub enfriado que fluye a la cámara de mezcla a razón de 10 kg/min. Si el calor transmitido a dicha cámara es de 3,2 kJ/min. ¿Cuál será el flujo de masa de refrigerante 410A hacia la cámara?
Cierta olla de presión tiene un volumen de 6 L y una presión de operación de 175 kPa. Al principio contiene 1 kg de H 2O es suministrado calor a la olla de presión a una relación relación de 500 watts durante 30 minutos después de que alcanza la presión de operación. Determine: a) La temperatura a la cual sucede el cocimiento b) La cantidad de H 2O que queda en la olla de presión al final del proceso.
Estado 1 : R - 410A
1 Q2 U 2 U 1 1W 2
Como no existe trabajo : 1 Q2 U 2 U 1
P
T 1 40º C
0,04074 800 0,03267 P1 0,03170 1000 Interpolando:
Asumir que el refrigeran te esta como vapor sobrecalen tado :
1 Q2 mu 2 u1
u
De tablas : v1 v2 0,03267 m 3 / kg asumir
286,83 u1 284,35
P1 = 978,54 kPa
Estado 2 : T 2 0º C
Suponiendo que m 1 kg :
x2 1 De tablas de R - 410A saturado :
1
Q2 mu2 u1 1253,02 284,62 31,6 kJ
3 v2 vv 0,03267 m / kg
1
Q2 31,6 kJ
u2 uv 253,02 kJ/kg
Proceso estable E.F.E.
ve2 v s2 vc Qvc m e he gz e m s h s gz s W 2 2 Q vc m 1h1 m 2 h2 m 3h3 Ecuación de continuidad : Volumen de control (v.c.)
m m e
s
m 1 m 2 m 3 Q m 1h1 m 2 h2 m 1 m 2 h3 Q m 1h1 m 2 h2 m 1h3 m 2 h3 m 1
Estado 1 : P 1 1400 kPa T 1 30º C P tablas 1885,1 kPa Si P tablas P 1 R - 410A sobrecalen tado Interpolando : T
h
20 284,90
m 2 h3 h2 Q h1 h3
1
Estado 2 :
Estado 3 :
Líquido subenfriado
Vapor saturado
T 2 60º C
P 3 64,1 kPa
P 2 70 kPa
x3 1
De tablas de R - 410A saturado
De tablas de R - 410A saturado
h2 27,45 kJ/kg
h3 252,51 kJ/kg
h1 296,805 kJ/kg 40 308,71
30
h1
Remplazando valores en 1 : m 1
m 2 h3 h2 Q h1 h3
10 kg/min 252,51 kJ/kg - - 27,45 kJ/kg 3,2 kJ/min 296,805 kJ/kg - 252,51 kJ/kg
63,13 kg/min m 1 63,13 kg/min
Proceso E.F.U. solo sale masa Qv.c.
m h m h e e
s s
m2u2 m1u1 vc W vc
Qvc m s h s m2u 2 m1u1 Ecuación de continuidad :
m2 m1 vc m s me 0 m s m1 m2 Qvc m1 m2 h s m2u 2 m1u1 Qvc m1 h s u1 m2 u 2 h s 1
Estado 1 del V.C.
Estado 2 del V.C.
vl 0,001057 m 3 / kg 3 vv 1,00363 m / kg P 1 175 kPa ul 486,78 kJ/kg ulv 2038,12 kJ/kg V 1 6 L 0,006 m 3 m1 1 kg
P 2 175 kPa
v1 x1
V 1
v2 0,001057 x2 1,00363 0,001057 u 2 486,78 x2 2038,12 m2
vv vl
v2
0,006 v2
0,006 0,001057 x2 1,002573
Salida del V.C. P s 175 kPa
0,006 m 3 / kg
m v1 vl
V 2
x s 1
0,006 0,001057 1,00363 0,001057
u1 ul x1ulv 486,78 4,93 10
4,93 10 3 3
2038,12
u1 496,83 kJ/kg
h s 2700,53 kJ/kg de tablas entalpía de vapor Q vc
Qvc
Qvc Q vc t
t Qvc 50030 60 900000 J 900 kJ
Remplazando valores en la ecuación 1 : 900 12700,53 496,83
0,006 0,001057 1,002573 x2
486,78 2038,12 x2 2700,53
Resolviendo la ecuación para x2 : x2 0,009
a) Sabiendo que el agua esta en la zona de saturación y que P 175 kPa T 116,06º C b) m2
0,006 0,001057 x2 1,002573
0,006 0,001057 1,002573 0,009
0,595 kg m2 0,595 kg
