TALLER TERMOFLUIDOS #2 BREYEM MORENO RODRIGUEZ – T00026764 CHEYLIBETH OCHOA GARCIA - T00021992 JOHNNY RAFAEL SILGADO HERRERA – T00017540
3.48 (Cengel) (Cengel)
El vapor de agua saturado que sale de de la turbina turbina de una planta termoeléctrica termoeléctrica
está a 30°C, y se condensa en el exterior de un tubo de 3cm de diámetro exterior y 35m de longitud, a la tasa de 45kg/h. Calcule la tasa de transferencia de calor del vapor de agua, el agua de enfriamiento que fluye en el tubo, a través de la pared del tubo. Solución Usando la tabla A-4 (Cengel) y teniendo como referencia la temperatura se obtiene que:
Por lo tanto:
̇ ̇ Como:
̇ Entonces:
̇
Como las unidades de ̇ debe estar en Watts se deben realizar las siguientes conversiones:
3.57(Cengel)
Un dispositivo de cilindro-embolo contiene 0.1m3 de agua líquida y 0.9m3 de
vapor de agua, en equilibrio a 800kPa. Se transmite calor a presión constante, hasta que la temperatura llega a 350ºC. a) ¿Cuál es la temperatura inicial del agua? Para hallar esta temperatura es necesario referirnos a la tabla A-4, en la que seleccionamos el valor más cercano a 800Kps, y realizamos una regla de tres simples a partir de este.
b) Calcule la masa total del agua De la misma tabla A-4, también obtienen los valores de vf y vg con los cuales hallares las masas correspondientes
c) Calcule el volumen final
El volumen final se halla teniendo en cuenta la información de la tabla A-6 del volumen con respecto a la temperatura y la presión proporcionada
d) Indique el proceso en un diagrama P-V con respecto a las líneas de saturación
3.64(Cengel)
Un dispositivo de cilindro-embolo contiene inicialmente vapor a 3,5 MPa,
sobrecalentado por 5°C. Ese vapor pierde calor a sus alrededores, y el embolo baja, hasta un conjunto de topes, y en ese momento el cilindro contiene agua líquida saturada. El enfriamiento continúa hasta que el cilindro contiene agua a 200°C. Determine a) la temperatura inicial, b) el cambio de entalpía por unidad de masa vapor, cuando el embolo llega a los topes, y c) la presión final y la calidad (si se trata de un vapor húmedo). Solución a) Como se tiene la presion inicial es posible obtener de la tabla A-5 (Cengel) la temperatura de saturación.
Como la temperatura dada es 5°C entonces:
b) Desde el estado inicial hasta el primer tope (Segundo estado) no hay cambio de presion por lo tanto:
De la tabla A-5 se o btienen los siguientes parametros teniendo como referencia la presión:
De manera que:
Obteniéndose h1
Finalizando:
c)
Estado final del agua Liquida Presenta igual volumen que el estado intermedio
Buscando la tabla A-4 teniendo como refere ncia la temperura de 200°C
54 (Wark) Un dispositivo cilindro-embolo contiene agua inicialmente como mezcla liquido-vapor a 2 bar que ocupa un volumen de 0,233 m3. El embolo reposa sobre unos resaltes y no se mueve hasta que la presión alcanza el valor de 10 bar. Se le transfiere un flujo de calor constante al agua de 250KJ/min. Determínese (a) la masa inicial del líquido, (b) el calor suministrado hasta que el embolo comienza a moverse, moverse, y (c) el tiempo en minutos necesario para que el embolo embolo comience a moverse. Solución Usando las presiones dadas como referencia y buscando en la t abla A-5 de Cengel.
Ahora con:
a) El agua inicialmente es una mezcla de agua-vapor por lo tanto:
b) En las mezclas liquido-vapor aparece la fracción de masa del vapor, llamada coloquialmente como calidad (x). (x). Como se tienen los valores de volumen específico para ambos estados, se tiene que:
Despejando la calidad (x)
Con la calidad usamos:
Como el calor suministrado hasta moverse
c)
Para calcular el tiempo simplemente es una variación de la ecuación anterior:
3.58 (Wark)
Un dispositivo cilíndrico-émbolo contiene agua inicialmente a 1,5 bar con una
calidad del 25 por 100. A presión constante se le suministra calor hasta que el volumen se incrementa en 4,09 veces el valor inicial. Determínese (a) el trabajo realizado por el agua en kj/Kg. , y el calor transferido en kj/kg.
Solución Se tienen los valores:
b) Para hallar el calor transferido se usa la ecuación:
(3.71 Wak)
Un recipiente rígido de 0.05m3 se encuentra inicialmente lleno de vapor de agua
saturado a 1bar. El agua se enfría hasta 75ºC Solucion
a) Haga el esquema del proceso en un diagrama Pv con relación a la línea de saturación De acuerdo a la tabla podemos obtener los v alores de vf y vg para hacer el respectivo grafico
Donde vf=1.0259 y vg=4.131
b) ¿Cuál es la presión final en bar? La presión final en bar tiene un valor de 0.3838, y se obtiene de acuerdo a la taba A-12 en la página 992.
c) Hallar la cantidad de calor transferido desde el vapor de agua en KJ Este calor se halla de la forma:
