Termodinamica de gases y vapores

9-35 Un ciclo Otto tiene una relación de compresión de 12, admite aire a 100kPa y 20°C y se repite 1000 veces por minuto. Usando calores específicos constantes a temperatura ambiente, determine (a)la eficiencia térmica de este ciclo y (b) la tasa de suministro de calor si el ciclo ha de producir 200kW de potencia.
(a)
n= 1 - 1γcompk-1 = 1-1120.4 = 0.629= 62.9%
(b)
1000 veces/min = 16.66veces/s ; Pot=200kW=200KJs 1s16.66 = 12KJ ; Wciclo=12KJ
n= WcicloQent ; Qent= Wciclon = 12KJ0.629 = 19.08KJ; Qent= 19.08 KJ

Datos

γcomp= 12
P1= 100kPa
T1= 20°C
K=1.4
Pot=200kW9-38 La relación de compresión de un ciclo Otto de aire estándar es 9.5. Antes del proceso de compresión isentrópica, el aire está a 100kPa, 35°C y 600cm3. La temperatura al final del proceso deexpansión isentrópica es de 800K. Usando valores de calores específicos a temperatura ambiente, determine (a) la temperatura más alta y la presión más alta en el ciclo (b) la cantidad de calortransferido al fluido de trabajo, en KJ ;(c) la eficiencia térmica ; (d) la presión media efectiva

Datos
(a)
P1v1=R T1 ; v1= 0.287(308°K)100kPa = 0.8839m3kg

1-2 Isoentrópico T2 , P2, v2
T2T1 = (V1V2 )k-1 ; T2= 308°k(9.5)0.4 = 757.9°K

P1V1k=P2V2k ; P2= 100kPa(9.5)1.4= 2337.83 kPa

rc= V1V2 ; v2=v1rc ; v2= 0.8839m3kg9.5 = 0.09304 m3kg

3-4 Isoentrópico T3
T4T3 = ( V3V4 )k-1 ;T3=T4(19.5)1.4-1= 1968.69°K

2-3 Isométrico P3

P3P2= T3T2 ; P3= (T3T2) P2 = (2337.83kPa)(1968.69°K757.9°K)= 6072.65 kPa

γcomp= 9.5
P1= 100kPa
T1= 35°C
K=1.4
V1= 600cm3
T4= 800K(b) Qentrada
2-3
Qent= mCv(T3-T2) ; Qentm = (0.718KJKg-K)(1968.69K-757.9K) = 869.34KJKg (6.78x10-4 Kg)

= 0.5894KJ

P1V1=mR T1 ; m= 100kPa(6x10-4m)0.287(308°K) = 6.78x10-4 Kg

(C) Eficiencia= n


n= 1 - 1γcompk-1 = 1- 19.50.4 = 0.59= 59% Fórmula especial para ciclo “Otto”

(e) PME= ?

Wciclom= 869.34 – 353.256= 516.084 KJKg...