ejercicios completos de termodinamica

7/21/2019 Ejercicios Completos de Termodinamica

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EJERCICIO 1

Por: Yerith Pichn

El Trabajo colaborativo N 2, tiene como objetivo realizar los respectivos clculos

termodinmicos sobre algunos de los equipos que se establecen en el proyectopara cogeneracin y optimizacin de energa !ara los grupos que "an trabajadoel TE#$ %, se escogen los siguientes equipos&

'aldera (omba de agua desaireada de alimentacin a la caldera Turbocompresor que comprime el aire que se emplea para la combustin

tividades:

)ealice los siguientes clculos termodinmicos&

1) Determine la temperatura de la mezcla de corrientes al interior deldesaireador, supona !ue los cam"ios en las ener#as cin$tica %potencial, as# como lasp$rdidas de calor son insini&icantes'

DE(IREDOR *+OR -IDD

Temperatura de agua *resca +2 'Temperatura de condensado % '!-rdida de agua desaireada 2 .

/ases

$gua 0resca+2'

'ondensado%'

1E$3)E$14)

$gua 1esairada


2/8

456'37N&

E*ectivamente la temperatura que buscamos es la desaireada que es una mezclade condensada y agua *resca, lo que encontramos la entalpa para cada uno delas entradas

2 2 1( )H Ofrescah Cp T T =

2

2

2, 00 (308,15 285,1 )*

6

5

4

H Ofresca

H Ofresca

kjh K K

kj

kg

kg K

h

=

=

5,852 (308,15 285,15 )*

134,596

( 2 1)condensa

condensado

condensad

do

o

kjh K K

kj

k

h Cp

k

hg

T

K

T

g=

=

=

0, 45*46 0,55*134,59

94,728

1 1 2 2

6

Q m h

kj kj

Q kg kg

Q kj

kg

m h

= +

=

= +

.) Determine la cantidad de calor re!uerido en la caldera para la &ormacin

de /apor asinado a su rupo

'p+2'82,99:j;:g

T+8+2'8 2


3/8

5a caldera tiene una e*iciencia de


4/8

'omo el combustible es propano D'


5/8

29D42 H ,IA N2F 8 29 G ,IA mol N2 8 93,. mol -.

29 G + mol 42 8 ., mol O.

43,. moles aire

Relacin aire;com"usti"le 7C)

C 2 2

C 2

C 2


6/8

( ar% ) 1172.10 7938 .50salida desc ah Kg

Pa kJ

k= =

( )bomba entrada salida entrada( m h h=

3 1000 122000 * * (793.50 382.70)1 3 3600

bomba

m kg hr kJ ( hr m seg kg =

2510444.44 2510.444bombakJ

(se

(g

!= =

ste sera el tra&ao realiado #or la &om&a, teniendo en !uenta lo ue entra lo ue sale.

6) Para el tur"ocompresor encuentre el tra"a>o real realizado por la tur"ina'

* ( )turbina entrada entrada entrada salida( m vapor h h=

( ) 150 2778.3airecompkJ

h e psikg

= =

( ) 45 2726.8salidavaporkJ

h s psikg

= =

10.60 *22000 * (2778.3 2726.8)

3600turbina

kg h kJ (

hr seg kg

=

188.83turbinakJ

(seg

=

i calculamos el trabajo real de la turbina con la e*iciencia de la misma nos queda&


7/8

( ) 0.78 *188.8 147. 83 2turbinakJ

( real k

gseg

J

se= =

9) Encuentre la cantidad de aire !ue es comprimida en el compresor'

* ( )compresor compresor compresor entrada salida( m eficiencia h h=

abiendo que Acompresor2 Atur"ina6 'B y adems despejando la cantidadmasal del compresor, nos queda&

( *08)

( )

compresor turbina

compresor

entrada salida

( (m

h h

==

El aire se considera un gas ideal por lo que su entalpa depende de latemperatura 1e la tabla $@+I del libro de 'enguel, el *lujo de entrada quedara&

Temperatura ambiente82%' D2B< =F a +atm D+?ABpsiF

298 298.18entrada

kJh K

kg=

!r+8 +%?

!ara entalpia de salida tendremos que usar una relacin isentropica para gasesideales lo que nos dice que la presin relativa para la salida es igual a la presinrelativa de la entalpia de entrada por la relaciones de las presiones de entrada ysalida&

r 2

150 1.3543*

14.69

psi

psi=

r 2 13.82=, por lo !ue:


8/8

580.54salidakJ

hkg

=

Entonces:

0.8*188.83 *0860

0.428 *1min

(580.54 298.18)

25.68min

compresor

kJ

kg seg segm

kJ seg

kg

kg= = =

5a cantidad de aire comprimida en el compresor es de 2%A

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