Solucionario Volúmenes de Control

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a)

ℎ  ℎ   37704512,5∙238.5357m/s    ℎ  ℎ   /2∙2    37704512,

 ̇  ∙ ̇  ̇  38.50,357029966/∙m0.0/Kg05 6.4299 kg/s   /    v=0,029966 m3/Kg.

5.38 El estado de entrada de refrigerante 134a a una tobera adiabática es 80 psia y 100 ft/s. A la salida el fluido es vapor saturado a 60 psia y tiene una velocidad de 535 ft/s. Determínese a) la temperatura de entrada en grados Fahrenheit, y b) el flujo másico, en , si el área de salida es 0.016 .

 ̇   ̇   ̇ ℎ  2     ̇   ̇   ̇ ℎ  2   VE= 100 ft/s PE= 80 psia TE= ¿? °F

Refrigerante 134a



Ẇ ≈ 00 ∆≅0 ∆≠0

Vapor Saturado VS= 535 ft/s PS= 60 psia AS= 0,016 ft 2

hS = 110.11 Btu/lbm 1 Btu/ lbm= 25037 ft2/s2 VE2/2 = 0.199704 Btu/lbm VS2/2 = 5.71604 Btu/lbm

        ℎ  ℎ   ⁄2 ℎ 112.868    0.79361361  ̇        ̇  . 535   0,016016  ̇ /ℎ/

10. 786 lbm/s

5.39 A una tobera entra vapor de agua a 400 psia y 600°F. El vapor sale a 200 psia y una velocidad de 1.475 ft/s y el flujo másico es 18.000 . Despreciando la velocidad de entrada y considerando el flujo adiabático, calcúlese a) la entalpia a la salida en , b) la temperatura a la salida en gados Fahrenheit y c) el área de salida de la tobera en pies cuadrados.

 ̇   ̇ ̇ℎ       ̇   ̇ ̇ℎ     2

VE= 0 ft/s PE= 400 psia TE= 600 °F

2

Agua

VS= 1.475 ft/s PS= 200 psia hs = ¿?

Ẇ ≈ 00 ∆≅0 ∆≠0

















VS2/2 = 43.4481 Btu/lbm

ℎℎ  1306 ℎ1306. .9 43.4  ℎ  1263    49 0. 1 7°    490. 12 63. . 5          ̇       3.005       ̇   . /   1.019401940 1010−    /    ̇   ̇ ̇ℎ  2     ̇   ̇ ̇ℎ  2   por interpolación.

5.40I En una tobera se expande aire desde 25 psia, 200°F y 100 ft/s hasta 15 psia y 80°F. las pérdidas de calor son 2.0 . Determínese a) la velocidad de salida en ft/s, y b) la relación de áreas de salida y entrada.

VE= 100 ft/s PE= 25 psia TE= 200 °F AE= ?

Aire

VS= ? ft/s PS= 15 psia AS= ¿? ft 2 TS= 80 °F qS= 2,0 btu/lb m

Ẇ ≈ 00 ℎℎ128.157.9549848544 // ∆≅0    ∆≠0 ℎ 3951840.08  Btu/lbm a ft 2/ s2 1 Btu/lbm = 25037 ft 2/s2

ℎ ℎ  3228 32 2862 621.1. 29 2 9       22ℎ  2    ℎ  1,164.5984   50074  

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     146.104587096 0.207579

5.36 Un difusor adiabático se utiliza para reducir la velocidad de una corriente de aire de 250 a 40 m/s. Las condiciones de entrada son 0.1 MPa y 400°C. Determínese, en metros cuadrados, el área de salida necesaria si el flujo másico es 7 kg/s y la presión final es 0.12 MPa.

VE=250 m/s PE= 0.1 MPa TE=400°C

Aire

ṁℎ    ṁℎ   ṁ  ṁ ℎ   2  ℎ  2 ṁ  7   / ℎ  ℎ     ℎ 684.5  31.25  0.8  714.95   428.40℃701.55    7 /  0 . 2 860 ∙  /∙  701. 5 5 ṁ        4 0 /  1 20  ṁ ṁ             0.0.29262926   VS=49 m/s PS= 0.12 MPa

5.37 A un difusor adiabático entra refrigerante 134a como vapor saturado a 26°C con una velocidad de 95 m/s. A la salida la presión y la temperatura son 7 bar y 30°C respectivamente. Si el área de salida es 50 , determínese a) la velocidad de salida en m/s, y b) el flujo másico en kg/s.

 ̇   ̇   ̇ ℎ  2     ̇   ̇   ̇ ℎ  2   hE= 264.68,48KJ/ Kg hS = 268.45 KJ/ kg

Ẇ ≈ 00 ∆≅0 ∆≠0















a)

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 ̇  ∙ ̇  ̇  38.50,357029966/∙m0.0/Kg05 6.4299 kg/s   /    v=0,029966 m3/Kg.

5.38 El estado de entrada de refrigerante 134a a una tobera adiabática es 80 psia y 100 ft/s. A la salida el fluido es vapor saturado a 60 psia y tiene una velocidad de 535 ft/s. Determínese a) la temperatura de entrada en grados Fahrenheit, y b) el flujo másico, en , si el área de salida es 0.016 .

 ̇   ̇   ̇ ℎ  2     ̇   ̇   ̇ ℎ  2   VE= 100 ft/s PE= 80 psia TE= ¿? °F

Refrigerante 134a



Ẇ ≈ 00 ∆≅0 ∆≠0

Vapor Saturado VS= 535 ft/s PS= 60 psia AS= 0,016 ft 2

hS = 110.11 Btu/lbm 1 Btu/ lbm= 25037 ft2/s2 VE2/2 = 0.199704 Btu/lbm VS2/2 = 5.71604 Btu/lbm

        ℎ  ℎ   ⁄2 ℎ 112.868    0.79361361  ̇        ̇  . 535   0,016016  ̇ /ℎ/

10. 786 lbm/s

5.39 A una tobera entra vapor de agua a 400 psia y 600°F. El vapor sale a 200 psia y una velocidad de 1.475 ft/s y el flujo másico es 18.000 . Despreciando la velocidad de entrada y considerando el flujo adiabático, calcúlese a) la entalpia a la salida en , b) la temperatura a la salida en gados Fahrenheit y c) el área de salida de la tobera en pies cuadrados.

 ̇   ̇ ̇ℎ       ̇   ̇ ̇ℎ     2

VE= 0 ft/s PE= 400 psia TE= 600 °F

2

Agua

VS= 1.475 ft/s PS= 200 psia hs = ¿?

Ẇ ≈ 00 ∆≅0 ∆≠0

















5.41 Por una tobera perfectamente aislada circula en régimen estacionario agua en estado líquido comprimido. A la presión de entrada la temperatura y la velocidad son 4.0 bar y 15.0 °C, respectivamente, y el área es 10.0 . En la salida el área es y la temperatura es 15.05°C. Considérese que el agua es incompresible, siendo y . Determínese a) el flujo másico en kg/s, b) la velocidad de salida en m/s, y c) la variación de temperatura en grados Celsius. C elsius.

 1.00110− /   4.4.19 // ∙   ̇   ̇ ̇ℎ  2     ̇   ̇ ̇ℎ  2  

AE= 10 cm2 PE= 4,0 bar TE= 15 °C AE= ?

Agua

AS= 2,50 cm2 TS= 15,05 °C

Ẇ ≈ 00 ∆≅0 ∆≠0

FALTAN DATOS. DATOS.

5.42 Por una tobera perfectamente aislada circula en régimen estacionario agua en estado líquido comprimido. En la entrada la presión, la temperatura y la velocidad son 3.2 bar, 20.0°C y 4 m/s respectivamente y el área es 16.0 . En la salida el área es 4.0 y la presión 1.5 bar. Considérese C onsidérese que el agua es incompresible, siendo y . Determínese a) el flujo másico en kg/s, b) la velocidad de salida en m/s, y c) la variación de temperatura en grados Celsius.

1. 00110− / 4.4.19 // ∙   

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TE= 20º C PS= 1.5 bar

PE= 3.2 bar v E =

4 m/s

AE= 16.0 cm2

Agua

AS= 4.0 cm2

Ẇ ≈ 00 ∆≅0 ∆≠0













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