Ejercicios de termodinamica

1

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA – ENERGÍA

TERMODINAMICA
“TRABAJO MONOGRAFICO”

PROFESOR:
ING. GUTIERREZ

INTEGRANTES:
ELIAS CONDORHUAMAN BALTAZAR 1117140019
NELSON PALACIOS AVILA 002771 - E
PIERO SANTOS TICONA 050855 – K
AUGUSTO MOSCOSO CHAGUA 082830 - C

2012

SOLUCION DE LOS PROBLEMAS DE TERMODINAMICA5.104 . Los siguientes datos son para una planta de vapor simple generadora de energía como la que se muestra en la figura .
Estado | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Presion (P,Mpa) | 6,2 | 6,1 | 5,9 | 5,7 | 5,5 | 0,01 | 0,009 |
(T,ºC) | | 45 | 175 | 500 | 490 | | 40 |

El estado 6 tiene X6= 0.92 y una velocidad de 200 m/s . El flujo de vapor es de 25 kg/s y se alimentan a la bomba 300 Kwde potencia. Los diámetros de la tubería son del generador de vapor a la turbina, 200 mm, y del condensador al generador de vapor, 75 mm. El economizador es un cambiador de calor de baja temperatura. Determine
a) La salida de potencia de la turbina:
b) Las transferencias de calor en el condensador, el economizador y el generador de vapor ;
c) El flujo de agua de enfriamiento a travésdel condensador, si en el condensador la temperatura del agua de enfriamiento aumenta de 15ºC a 25ºC

Resolucion
Parte a)
Inicialmente, según la tabla:
Estado 5 , el agua a 5,5 Mpa y 490ºC es vapor sobrecalentado, donde al interpolar datos resulta que v5=0,061632 m3/Kg; h5=3404,2 KJ/Kg
Finalmente según tabla:
Estado 6: el agua a 0.01 Mpa es una mezcla de liquido y vapor saturado, dondePor otro lado , por continuidad

Como nos encontramos en un proceso a RPFE entonces se cumple que:

Parte b)
Nos piden las transferencias de calor en el condensador, el economizador y el generador de vapor sabemos que en un proceso RPFE, se cumple que :
Para un condensador :

Donde según tabla
Por otro lado , por continuidad

Luego reemplazando en la ecuación (α)

Sabemos que en unproceso RPFE se cumple que:
Para un economizador
Para la tubería
Para la Bomba :
Reemplazando (3) en (2) resulta
Reemplazando (4) en (1) resulta
Ahora según tabla y datos , interpolando de tabla de liquido comprimido se tiene

Luego por continuidad

En consecuencia, de (α)

Sabemos que en un proceso RPFE se cumple que:
Para un generador de vapor
Entonces reemplazando en(β), resulta que :

Parte c)
Nos piden el flujo del agua de enfriamiento a través del condensador, si en el condensador la temperatura del agua de enfriamiento aumenta de 15ºC a 25ºC
Sabemos que el condensador libera o cede
Entonces

GRAFICA DEL PROCESO
Ciclo Rankine
S
T
5
6
7
2

5.105 Cuando se requiere un suministro de vapor para proporcionar energía a los procesos industriales seutiliza con frecuencia la cogeneración. Suponga que se necesita un suministro de 5 Kg/s de vapor a 0.5 Mpa. En lugar de generarlo con una bomba y una caldera, se utiliza el sistema que se representa en la figura P5.105 de modo que el suministro de vapor se extrae de la turbina de alta presión. Determine la potencia que la turbina cogenera en este proceso.

RESOLUCION

GRAFICA DEL PROCESO
S
T500ºC
155ºC
10Mpa
0,5Mpa
20kpa
1
2
3

5.106 En la figura se muestra un diagrama de flujo algo simplificado de una planta de energía nuclear. En la tabla que se incluye enseguida aparece los flujos masicos y los diversos estados en el ciclo.
El ciclo incluye varios calentadores en los cuales se transfiere calor de vapor que se saca de la turbina a cierta presión intermedia, Çel agualuquida que se bombea del condensador en su trayecto hacia el tambor de vapor. El cambiador de calor en el reactor suministra 157 MW y se puede suponer que no hay transferencia de calor en las turbinas .
a) Suponga que el separador de humedad no tienen transferencia de calor entre las dos secciones de la turbina y determine la entalpia y la calidad (h4,x4).
b) Determine la salida de...