IPP 1 [para 1 agosto 2005]
El primer día de clases habrá examen en el cuál se incluirán dos problemas similares a los descritos en esta
IPP (entregarla el primer día de clases en grupo)
CASO 1
El vapor que se suministra a una turbina proviene de dos generadores.
El generador A produce vapor a 1500 kPa y 400ºC, mientras que el generador B lo produce también a 1500 kPa
pero a 500ºC. El gasto de vapor que proviene
del generador A es del doble de gasto que proviene del generador B. Si la presión que se mide a la entrada de la turbina es
de 1500 kPa, ¿Qué valor tiene la temperatura en ese punto? Supóngase que las dos corrientes se mezclan adiabática mente y
que se puede despreciar los cambios en energía cinética y potencial
CASO 2
Se
condensa vapor de agua mediante el enfriamiento hacia el medio ambiente durante un proceso de estado y flujo permanente, pasando
de una condición de vapor saturado a 14.7 psia a la de líquido saturado a 14.7 psia. La presión y la temperatura del medio
ambiente son, respectivamente de 14.7 psia y 537ºR.
- Determínese el trabajo termodinámico perdido, en kJ/kg
- Determínese el cambio de disponibilidad del fluido, en kJ/kg
- Compárese los resultados de los incisos 1 y 2, incluyendo los
comentarios pertinentes.
CASO 3
Se
comprime aire desde 15 psia y 80ºF hasta 75 psia
y 460ºF. El trabajo real que se necesita es
de 92 Btu/lbm. Suponiendo que se trata de un gas ideal, demuestre que este proceso de compresión es irreversible
al verificar que el trabajo real realizado es numéricamente mayor que el trabajo útil mínimo requerido para el proceso de
compresión. La presión y la temperatura de los alrededores son, respectivamente, de 14.7 psia y 80ºF.
CASO 4
Un
tanque rígido de 3 pie3 de capacidad contiene aire a 15 psia y 80ºF.
Si se llena rápidamente de manera adiabática con aire proveniente de un gran deposito a 100 psia y 80ºF hasta que la presión en el tanque alcanza 100 psia, determínese:
1. La temperatura final del aire en el tanque
2. La cantidad de aire agregada al tanque
Despréciese
la capacidad calorífica del tanque y supóngase que el aire es un gas ideal con Cp = 0.240 Btu/lbm.ºR
y Cv = 0.171 Btu/lbmºR
