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Practico de termodinamica uagrm
Tipo: Ejercicios
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1.- En el difusor de un motor de propulsión entra en régimen estacionario aire a 10 °C y 80 kPa, con una velocidad de 200 m/s. El área de entrada al difusor es 0.4 m. El aire sale del difusor con una velocidad que es muy pequeña comparada con la velocidad de entrada. Determine a) el flujo másico del aire y b) la temperatura del aire que sale del difusor. Datos: T1=10°C=283.15 K P1=80 KPA=80×10^3 PA V1=200 m/s A1=0.4 m^ V2= A) B)
3.- Aire a 100 kPa y 280 K se comprime en régimen estacionario hasta 600 kPa y 400 K. El flujo másico del aire es 0.02 kg/s y ocurre una pérdida de calor de 16 kJ/kg durante el proceso. Si se supone que los cambios de energía cinética y potencial son insignificantes, determine la entrada de potencia necesaria al compresor. DATOS: E-1: P1=100 KPA T1=280 K E-2: P2=600 KPA T2=400 K Q=16 KJ/KG
d 4.- La salida de potencia de una turbina de vapor adiabática es 5 MW, mientras que las condiciones de entrada y salida del vapor de agua son como se indica en la figura. a) Compare las magnitudes de h, ec y ep. b) Determine el trabajo hecho por unidad de masa del vapor de agua que fluye por la turbina. c) Calcule el flujo másico del vapor.
Presión de 0.12 MPa: A partir de las tablas del refrigerante 134a para 0.12 MPa: Para determinar la calidad en el estado final, podemos usar la siguiente fórmula de la calidad en la mezcla de vapor y líquido: De las tablas de refrigerante 134a para 0.8 MPa, podemos encontrar que:
6.- Se tiene una regadera ordinaria donde se mezclan agua caliente a 140 °F y fría a 50 °F. Se desea suministrar un flujo estacionario de agua tibia a 110 °F. Determine la relación de los flujos másicos de agua caliente y fría. Suponga que las pérdidas de calor desde la cámara de mezclado son insignificantes y que el mezclado ocurre a una presión de 20 psia. DATOS: TH=140°F TC=50°F TM=110°F P= 20 PSIA
8.- Un recipiente rígido, aislado, que al inicio se evacua, está conectado mediante una válvula a una línea de suministro que lleva vapor de agua a 1 MPa y 300 °C. Se abre la válvula y se permite que el vapor fluya de manera lenta al recipiente hasta que la presión alcanza 1 MPa, punto en el que se cierra la válvula. Determine la temperatura final del vapor en el recipiente.
h1= P2= 1 MPA T2=? V=CTTE Por lo tanto, la temperatura final en el recipiente es 289.23 °C. 9.- A una tobera entra aire constantemente a 300 kPa, 200 °C y 45 m/s, y sale a 100 kPa y 180 m/s. El área de entrada de la tobera es 110 cm2. Determine a) el flujo másico por la tobera, b) la temperatura del aire a la salida y c) el área de salida de la tobera.
10.- A una tobera entra vapor de agua a 400 °C y 800 kPa. con una velocidad de 10 m/s, y sale a 300 °C y 200 kPa, mientras pierde calor a una tasa de 25 kW. Para un área de entrada de 800 cm, determine la velocidad y el flujo volumétrico del vapor de agua en la salida de la tobera.2 Respuestas: 606 m/s, 2.74 m3/s ENTRADA DE LA TOBERA SALIDA DE LA TOBERA
11.- Por una turbina adiabática pasa un flujo estacionario de vapor de agua. Las condiciones iniciales del vapor son 6 MPa, 400 °C y 80 m/s en la entrada, y en la salida son 40 kPa, 92 por ciento de calidad y 50 m/s. El flujo másico del vapor es 20 kg/s. Determine a) el cambio de energía cinética, b) la potencia desarrollada por la turbina y c) el área de entrada de la turbina. Respuestas: a) =-1.95 kJ/kg, b) 14.6 MW, c) 0. m
12.- Una mezcla de líquido y vapor de agua saturados, llamada vapor húmedo, fluye en una línea de suministro de vapor de agua a 2 000 kPa y se estrangula hasta 100 kPa y 120 °C. ¿Cuál es la calidad de vapor de agua en la línea de suministro? Respuesta: 0.
14.- A un condensador de una termoeléctrica entra vapor a 20 kPa y 95 por ciento de calidad, con un flujo másico de 20,000 kg/h. Se va a enfriar con agua de un río cercano, pasándola por los tubos ubicados en el interior del condensador. Para evitar la contaminación térmica, el agua del río no debe tener un aumento de temperatura mayor de 10 °C. Si el vapor debe salir del condensador como líquido saturado a 20 kPa, determine el flujo másico del agua de enfriamiento requerido. Respuesta: 297.7 kg/s
15.- Se diseña una unidad de intercambiador de calor con agua helada, para enfriar 5 m3/s de aire a 100 kPa y 30°C, hasta 100 kPa y 18°C, usando agua helada a 8 °C. Determine la temperatura máxima del agua a la salida, cuando su tasa de flujo es 2 kg/s. Respuesta: 16.3 °C
