Taller de TermoFluidos

Ejercicio # 1

Ejercicio # 3

Ejercicio # 4

Ejercicio # 7

1.- Determinar las propiedades del agua en cada uno de los siguientes estados.

Estado T ( C ) P ( KPa ) u ( KJ/Kg ) X Fase

1 200 0.6

2 125 1600

3 1000 2950

4 75 500

5 850 0.0

Estado 1 P = 200 KPa X = 0.6

X = 0.6 60% es vapor y el 40% es lquido mezcla saturada

Tablas termodinmicas A 2. Agua saturada a P = 200 KPa

T = 120.23 C uf = 504.49 KJ/Kg ug = 2529.5 KJ/Kg ufg = 2025.0 KJ/Kg

u = uf + X ufg u = 504.49 + 0.6 x 2025.0 = 1719.49 KJ/Kg

Estado 2 T = 125 C u = 1600 KJ/Kg

Tablas termodinmicas A 1. Agua saturada a T = 125 C

uf = 524.74 KJ/Kg ug = 2534.6 KJ/Kg ufg = 2009.9 KJ/Kg

uf > u > ug mezcla saturada

P = P sat = 232.1 KPa

u = uf + X ufg X = (u uf) / ufg X = (1600 524.74) / 2009.9 = 0.535

Estado 3 P = 1000 KPa u = 2950 KJ/Kg

Tablas termodinmicas A 2. Agua saturada a P = 1000 KPa

ug = 2583.6 KJ/Kg u > ug vapor sobrecalentado

Tablas termodinmicas A 3. Vapor sobrecalentado a P = 1000 KPa

T ( C ) u ( KJ/Kg )

350 2875.2

T agua 2950

400 2957.3

Interpolando:

Lo cual es hallar la ecuacin de la recta con los puntos (2875.2 , 350) y (2957.3 , 400)

T T2 = m(u u2) m = (T2 T1) / (u2 u1) m = (400 350) / (2957.3 2875.2) = 0.609

T 400 = 0.609(u 2957.3) T = 0.609u 1801.0 + 400 T = 0.609u 1401.0

Sustituyendo u = 2950 KJ/Kg T = 0609 x 2950 1401.0 = 395.55 C

Estado 4 T = 75 C P = 500 KPa

Tablas termodinmicas A 2. Agua saturada a P = 500 KPa

T sat = 151.86 C T < T sat lquido comprimido

Tablas termodinmicas A 1. Agua saturada a T = 75 C

u uf = 313.90 KJ/Kg

Estado 5 P = 850 KPa X = 0.0

X = 0.0 lquido saturado

Tablas termodinmicas A 2. Agua saturada a P = 200 KPa

T = T sat = 172.96 C u = uf = 731.27 KJ/Kg

Estado T ( C ) P ( KPa ) U ( KJ/Kg ) X Fase

1 120.23 200 1719.49 0.6 mezcla saturada

2 125 232.1 1600 0.535 mezcla saturada

3 395.55 1000 2950 - vapor sobrecalentado

4 75 500 313.90 - lquido comprimido

5 172.96 850 731.27 0.0 lquido saturado

Ejercicio # 8

Una recipiente rgido tiene un volumen de 1 m y contiene 2 Kg de agua a 100 C. El recipiente se calienta; por seguridad se le instala una vlvula, la cual se activa a 200 C. Determinar la presin a la cual se activa la vlvula de seguridad.

Solucin:

Tablas termodinmicas A 1. Agua saturada a T = 100 C

vf = 0.001044 m/Kg vg = 1.6729 m/Kg vfg = 1.671856 m/Kg

v = V / m v = 1 / 2 = 0.5 m/Kg

vf < v < vg mezcla saturada

v1 = v2 = 0.5 m/Kg

Tablas termodinmicas A 1. Agua saturada a T = 200 C

vg = 0.12736 m3/Kg v > vg vapor sobrecalentado

Tablas termodinmicas A 3. Vapor sobrecalentado a T = 200 C

P ( MPa ) v ( m3/Kg )

0.40 0.5342

P agua 0.5

0.50 0.4249

Interpolando:

Lo cual es hallar la ecuacin de la recta con los puntos (0.4249 , 0.50) y (0.5342 , 0.40)

P P2 = m(v v2) m = (P2 P1) / (v2 v1) m = (0.50 0.40) / (0.4249 0.5342) = 0.9149

P 0.50 = 0.9149(v 0.4249) P = 0.9149v + 0.3887 + 0.50 P = 0.9149v + 0.8887

Sustituyendo v = 0.5 m/Kg P = 0.9149 x 0.5 + 0.8887 = 431.25 KPa

Ejercicio # 9

Agua a 120 C y una calidad de 25%, se calienta a volumen constante incrementndose la temperatura en 20 C. Calcular:

a.- calidad final del proceso

b.- presin final del proceso

Solucin:

Tablas termodinmicas A 1. Agua saturada a T = 120 C

vf = 0.001060 m/Kg vg = 0.8919 m/Kg vfg = 0.89084 m/Kg

v = vf + X vfg v = 0.001060 + 0.25 x 0.89084 = 0.22377 m/Kg

v1 = v2 = v = 0.22377 m/Kg

Tablas termodinmicas A 1. Agua saturada a T = 140 C

P = P sat = 361.3 KPa

vf = 0.001080 m/Kg vg = 0.5089 m/Kg vfg = 0.50782 m/Kg

v = vf + X vfg X = (v vf) / vfg X = (0.22377 0.001080) / 0.50782 = 0.4385

Ejercicio # 13

Ejercicio # 19

Ejercicio # 23