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8/18/2019 Trampas termodinámicas de vapor
1/25
Asignatura:
Termodinámica
Tema: Trampas
termodinámicas devapor
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8/18/2019 Trampas termodinámicas de vapor
2/25
EJERCICIOS
1.Datos de tabla
P(k.pa) T V f V g 200 127.41C 0.001061 0.88578
kg mt
mkg
m
Vprom
V mt
V vm
Vg mg Vf mf Vprommt
vmV
p
023.1
/886841.0
9079.0
.
...
.
3
3
=
==
=
+=
=
4
2 hd Ve
⋅⋅=
π
4
)6.1.()85.0( 2
π =Ve
El recipiente cuas medidas muestra la !i"ura#contiene una me$cla de l%&uido vapor de a"ua
en e&uilibrio a la presi'n de 200 ()a# determine
la calidad o t%tulo del vapor# los vol*menes de
l%&uido vapor la temperatura de saturaci'n de
la me$cla.
-
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0013.1
/884719.0
/88587.0
.
3
3
=
=
−=
−=
=+
+=
x
kg m
kg m x
vfg
Vf v
x
Vf v xvfg
vvfg vf
vfg xvf v
Ve= 0,9079
3m
38868.0
88578.0001061.0
m
kg V
V
Vg Vf V
=
+=
+=
kg m
kg
m
m
V
/88748.0
023.1
9079.0
3
3
=
==
υ
υ
kg mvfg
kg mvfg vf vg vfg
/)884719.0(
/)001061.088578.0(
3
3
=
−=
+=
-
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-
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5/25
kg mvf /0010646.0
0000144.0
001079.0
3=
000144.0
25)00002.0)(18(
=
=
x
x
0281412.0
0236808.0
52422.0
=vg kg m x
x
/0236808.0
25
03289.0)(18(
3=
=
x
vg
03289.0
49133.0
52422.0
18
25
375
350
Pkpa
368
61.140
756.186.138
=
+=
Tsa
Tsa
756.1
25
)44.2)(18(
= x
x x
T
44.2
30.141
86.138
18
25
375
350
Pkpa
368
-
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kg mv
kg
m
m
V v
kg mt
kg m
m
Vprom
V mt
V Vprommt
mgvg mfvf VprommvmV
/5350.0
5112.0
2735.05112.0
/53501.0
2735.0
.
.1.
3
3
3
3
=
==
=
==
=
+=→=
53501.0
52422.0001079.0
V
V
vg vf V
+=
+=
( )020.1523141.0
001099.05350.0
x
x
vfg
vf v
x
−=
−
=
523141.0
001079.052422.0
=
−=
−=
vfg
vfg
vf vg vfg
-
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+.
001240.0
001229.0
/3 kg vfm
2.3651
0.3347
. Kpa P
C
C
T
o
o
245
240
Datos de tabla
054656.0
059707.0
/3 kg vgm
5.243
5.243 x
vf
000011.0
001240.0
001229.0
5.3
5
245
240
T
Datos
El recipiente cuas medidas muestra la !i"ura#
contiene una me$cla de l%&uido vapor de a"ua
en e&uilibrio a la temperatura 24+.5,C# determine
la calidad o t%tulo del vapor# los vol*menes de
l%&uido vapor la presi'n de saturaci'n de la
me$cla.
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x
Kpa P
2.304
2.3651
0.3347
.
5.243 5.3
5
245
240
T
94.3559
94.2120.47.33
94.212
5
2.304*5.3
=
+=
=
=
Pkpa
Pkpa
x
x
00214.0
58203.0
59355.05948.0
/594702.0
59355.0001152.0
3
=
−=
−=
=
+=
+=
x
x
vfg
vf v x
kg mv
v
vg vf v
-
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kg mvfg
kg mvfg
vf vg vfg
kg mv
kg
m
m
V v
kg mt
m
Vprom
V mt
V Vprommt
vg mg vf mf VprommmvV
/)58203.0(
/)01152.059355.0(
/5948.0
3342.0
1988.0
3342.0
594702.0
1988.0
.
...
3
3
3
3
3
=
−=
−=
=
==
=
==
=
+=⇒=
4. -n tan&ue cerrado r%"ido contiene 2.5 (" de a"ua en !orma de l%&uido
vapor a una presi'n de 15 atm# i el volumen de la masa del vapor es i"ual a
+.28 veces el volumen del l%&uido# determine la calidad del vapor dentro del
tan&ue la presi'n de saturaci'n
Datos
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m=2.5kg
p=15 atm∗101.325 kPa
1atm =1519.75 kPa
g=¿3.28V f m¿
x=?
/ed de soluci'n
x=
mg
m Ecuaci'n 1
f +¿mgm=m¿ Ecuaci'n 2
mf =m−mg
V f =v f mf
mf =V f −v f
m−mg=V f −v f
m−3.28V f =V f −vf
m−3.28V f −V f =−v f
m−4.28V f =−v f
V f =m+v f 4.28
Ecuaci'n +
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oluci'n
) v f
1519.75kPa
1500
0.001154
X =19.75∗0.000012
250=0.0000009
m3
kg
1750 0.001166
250 0.000012
19.75 X
v f =(0.001154+0.0000009)m
3
kg
v f =0.001155 m
3
kg
V f =2.5 kg+0.001155 m
3
kg
4.28=0.58m3 Ecuaci'n +
x=mg
m Ecuaci'n 1
g=¿3.28V f m¿
x=3.28V f
2.5kg =
3.28(0.58)2.5
x=0.76
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5.
DATOS DE TABLA
x
kg vgm
07329.0
50850.0
58179.0
/3
x
kg vfm
000005.0
001080.0
001075.0
/3
77.2
5
140
135
C T o
5
3
280
28.7
=
=
=
vg
Vf
f T
kg mT datos
o
77.137
El recipiente &ue muestra la !i"ura# contiene
7.28 (" de una me$cla de l%&uido vapor de
a"ua en e&uilibrio a la temperatura de 280 ,.
e conoce &ue el volumen del l%&uido es i"ual
a los +5 del volumen del vapor# determine la
altura del cilindro
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14/25
RED DE SOLUCION
00107223.0
00000277.0
001075.0
00000277.0
5
)000005.0(77.2
=
=
=
vf
x
x
77.2
5140
135
C T o
x
kg vgm
07329.050850.0
58179.0
/3
77.137
54118734.0
04060266.0
58179.0
04060266.0
5
)07329.0(77.2
=
=
=
vg
x
x
-
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15/25
8
3
38
3
8
3
53
3
5
35
53
5
3
vvf
vvf
vf V
vf vf V
vf vgf V
vg vf V
vf vg
vf vg
vg
vf
=
=
=
+=
+=
+=
=
=
=
vf
vmf
vvf mf
vvf
8
3 8
3.
8
3
=
=
=
24
15
24
15
24
15.
24
15
24
15
1
38
15
1
3
)8
3(5
3
5
v
vg
vmg
vvg mg
vvg
vvg
vvg
vvg
vf vg
==
=
=
=
=
=
=
-
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16/25
3
3
3
01558.0
)0021411.0)(28.7(
.
)0021411.0()54118734.0)(00199513.0(00107223.0(
,
001975.01435.8
0160845.0
)54118734.0(15)00107223.0(24
)00104223.0(15
)159(24
15
)159(.24
.24.15)
.24
)159(
24
15
(
24
15
8
3
24
15
mV
kg mkg V
vmV
kg mvv
vg xvf v
vg vf
vf x
vg vf vvg
vf vg v
vf vg
vg vf v
vg
v
vg
v
vf
v
vg
v
x
mg mf
mg
T
mg x
=
=
=
=
+=
+=
==
+
=
+
=
+
=+
=
+
+==
-
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17/25
mh
mh
d
vh
V hd
hd V
0244.0
)51.25(
)4)(01557.0(
4.
4...
4
..
2
3
2
2
2
=
=
=
=
=
π
π
π
π
6.
DATOS :
1 ¿̄=143 psi
P=16.87 ¿̄14.503 psi
¿
V f =0.475 pie3
x=45.67
En el recipiente &ue indica la !i"ura eisten
l%&uido vapor en e&uilibrio a la presi'n de
16.87 bar# si el t%tulo del vapor es de
45.673 el volumen &ue ocupa el l%&uido
es de 0.475 pie+. Determine el diámetro
del tan&ue
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18/25
v f =0.01863
v g=1.8707
∅=?
RED DE SOLUCIÓN
V =π ∅
2
4. h
∅=√ 4V π .h ecuación1V f =v f . mf
V f
vf =mf ecuación2
v=vf .mf
m +vg . xcomoV =v .m
v .m=vf . mf
m +v g. x
V =v f .mf
m +vg . x ecuación3
CÁLCULOS
V f
vf =mf ecuación2
0.475
0.01863=mf
mf =25.49lbm
V =vf .mf +vg . x ecuación3
-
8/18/2019 Trampas termodinámicas de vapor
19/25
V =(0.01863)(25.49lbm)+(1.8707)(0.4567)
V =1.32 pie3
∅
=√ 4V
π .h ecuación1
(4 )1.32 pie3
π .4.5 ft ¿
∅=√ ¿
∅=¿ 0.61 t
Inter!"#a$i%n& v f v g
'00 0.01()* '.'(('247
250 0.01(6+ 1.(,,0+0 '.6-10, 0.,,,',/ -
'.,,-10, 0.,1/+v f =0.01863 v g=1.8707
7. En un recipiente eiste a"ua en !orma de l%&uido vapor a una temperatura de
240,# si el volumen del recipiente es de +.+8 pie+ la masa del vapor es i"ual
a +.7 veces la masa del l%&uido# determine la masa del l%&uido.
DATOS :
T =240 !
V =3.38 pie3
mg=3.7mf
mf =?
v f =0.01692
-
8/18/2019 Trampas termodinámicas de vapor
20/25
v g=16.316
RED DE SOLUCIÓN
mg=3.7mf ecuación1
v=V
m
m=V
v ecuación2
x=
v−vf v fg
v= x (vfg )+v f ecuación3
x= mg
mf +mg
x= 3.7mf
mf +3.7mf
x= 3.7mf
mf (1+3.7)
x=3.7
4.7=0.78 ecuación4
x=78
x=mg
m
mg= x .mecuación5
CÁLCULOS
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21/25
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22/25
8. -n tan&ue con una capacidad de 150 lts# contiene l%&uido vapor saturado a
2+5 psi# si el 87.253 de la masa es vapor# determine la masa total eistente.
DATOS :
P=235 psi
V =150 lts∨0.03530 ft
3
1 l ts =5.29 ft 3
87.25 "elamasaesigual alvapo#
Ent"n$es
mg=87.25
$mmf =12.75$m
RED DE SOLUCIÓN
mg=87.25$mecuacion1
x=mg
m
ecuacion2
m=V
v ecuación3
v= x (vfg )+v f ecuacion4
CALCULOS
x=mg
m ecuacion2
x=87.25 m
m
-
8/18/2019 Trampas termodinámicas de vapor
23/25
x=0.87
v= x (vfg )+v f ecuacion4
v=0.87 (1.9773−0.01857 )+0.01857
v=1.722 pie
3
lbm
m=V
v ecuación3
m= 5.29 ft
3
1.722 pie
3
lbm
m=2.98 lbm
Inter!"#a$i%n
& v f v g
'00 0.01()* '.'(('2+5
250 0.01(6+ 1.(,,0+0 '.6-10, 0.,,,')+ -
1.('-10, 0.)10*v f =0.01857 v g=1.973
. e conoce &ue el vapor de a"ua a una presi'n de +5 bar# tiene un volumen
espec%!ico de 50 cm+"# determine cuál es el t%tulo# calidad o !racci'n másica
del vapor
-
8/18/2019 Trampas termodinámicas de vapor
24/25
DATOS :
1 ¿̄=3500kpa
P=35 ¿̄100kpa
¿
v=50cm
3
g | 1m3
1000000 cm3|1000 g1kg =0.05m
3
kg
x=?
v f =0.001235
v g=0.057061
RED DE SOLUCIÓN
v=vf + x . vfg
x=v−vf v fg
ecuación1
CÁLCULOS
x=
0.05m
3
kg
0.057061−0.001235=0.89
x=89
10.En un recipiente eiste vapor de a"ua saturado seco# se conoce &ue el
volumen espec%!ico del vapor es de 2.254 pie+ lb# determine la presi'n
temperatura del sistema.
v f =2.254 pie3
lbm
p=¿ 2
T =¿ 2
-
8/18/2019 Trampas termodinámicas de vapor
25/25
v g &
'.'((' '002.254
1.8440 '+0
0.,,,' +00.0),' -).(,
x=3.84
P=200+3.84
P=203.84 psi