Segunda ley termodinamoca

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2. Los requerimientos de vapor de una instalación manufacturera se alcanzan por medio de una caldera cuya tasa de entrada de calor es de 3.6 x 106 Btu/h. La eficiencia decombustión de la caldera se mide en 0.7 mediante un analizador manual de gases de escape. Después de ajustar la caldera, la eficiencia de combustión aumenta a 0.8. La caldera opera1500 horas al año de manera intermitente. Considerando que el costo unitario de la energía es de $4.35/106 Btu, determine la energía anual y el ahorro en el costo como resultadodel ajuste de la caldera.
cantidad de energia por año=calor de entrada*horas al año=3.6*e6Btuh*1500 h*año=5.4*e9Btu*año
cantidad de energia real por año=cantidad de energiapor año* la eficiencia=5.4*e9Btu*0.3=1.62*e9Btu*año
cantidad de energia despues del ajuste=cantidad de energia por año* la eficiencia=5.4*e9Btu*0.2=1.08*e9Btu*año
costo de laoperacion de la caldera=cantidad de energia real por año*costo unitario de la energia=1620*e6Btu*año*$4.351*e6Btu=$7047*año
costo de la operacion de la caldera=cantidad deenergia despues del ajuste por año*costo unitario de la energia=1080*e6Btu*año*$4.351*e6Btu=$4698*año
ahorro por el ajuste= =$7047*año- $4698*año=$2349*año

9. Se debe condensarvapor en el condensador de una planta eléctrica de vapor a una temperatura de 50ºC con agua de enfriamiento de un lago cercano, que entra a los tubos del condensador a 18ºC auna tasa de 101 kg/s y sale a 27ºC. Suponiendo que el condensador está perfectamente aislado, determine a) la tasa de condensación del vapor y b) la tasa de generación deentropía en el condensador.
Datos:
TH=323.15 K
TL=291.15 K
TO=300.15 K
ṁ= 101 Kg/s
ɳ=1-TLTH=1-291.15323.15=0.099
∆s=ṁTH-TLTH*TL=101*323.15-291.15323.15*291.15=0.00034Btus
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