Ejercicio N° 7

Prep. Nelson Ramos

Prep: Yusmary Gonzales

TERMODINÁMICA PARA INGENIEROS QUÍMICO I

Clase N° U. Balance de entropía, Eficiencia y rendimiento de equipos, segunda ley para sistemas en estados estacionarios y NO estacionarios, Ciclos termodinámicos.

1)   Un tanque contiene agua ocupando todo el volumen del recipiente, con transferencia de calor despreciable. Inicialmente 70kg a 50kPa y 80°C. Se produce un vaciado en el tanque que finaliza con 140°C y 50kg de sustancia. El proceso se lleva a cabo en 3,40min.

El agua proveniente del tanque es impulsada por una bomba que a su entrada tiene un manómetro que reporta 0,2MPa encontrándose en la condición de líquido saturado, cercano al proceso un barómetro indica 0,1MPa. A la salida de la bomba un manómetro reporta 0,5MPa y un termómetro 155°C. 

El fluido se envía a una caldera que permite a su salida tener vapor saturado, el cual se envía a una turbina encontrándose a la salida de esta 110°C y una entalpia de 2580kJ/kg, T_{0 cald}= 1200°C.   

Determine:

a)   Potencia de la bomba (kW)

b)   ¿con las condiciones dadas es posible el proceso en la turbina y en la bomba? Aplicar balance de entropía.

c)   Eficiencia de la turbina (%)

d)   ΔSneto en todo el proceso.

2)   Se tiene un ciclo BRAYTON en donde el aire entra al compresor a una presión de 1,03kgf/cm²  y 298K, y sale a una presión de 4,92 kgf/cm² ; La temperatura máxima que puede alcanzar el ciclo es de 1143K. Determine:

a)   Temperatura y presión de cada etapa. (K)

b)   Potencia del compresor y de la turbina(kW)

c) Relacion de Presiones (adim)

d)   Eficiencia del ciclo(%)