Termodinamica regimen permanente

1. La máquina mostrada en la figura utiliza amoniaco como sustancia de trabajo, con la información mostrada. Determinar:

a) El gasto másico del refrigerante (kg/s).
b) La potencia del compresor (kW).
c) El calor absorbido en el evaporador (kJ/s).
d) El calor desprendido en el condensador (kJ/s).
e) El coeficiente de realización de la máquina.
f) El estadotermodinámico a la salida de la válvula, si es mezcla calcular la calidad.
g) La temperatura a la salida de la válvula.

CONDENSADOR
EVAPORADOR

COMPRESOR
V de E

1

4
2
3

Qrev = 0


P1 = 0.14 MPa
P2 = 1 MPa
T2 = 480 K
P3 = 1 MPa


2. Se tiene un ciclo Rankin ideal, con un gasto másico de 9000 kg/hr de agua. Con la información que aparece en el diagrama, determinar:a) La potencia de la turbina (kW).
b) La potencia de bomba (kW).
c) El calor suministrado en la caldera (kJ/s).
d) El calor en el condensador (kJ/s).
e) El gasto másico del agua de enfriamiento en el condensador (kg/s).
f) La eficiencia de la máquina.


CONDENSADOR
TURBINA
CALDERA
BOMBA
1
2
3
4
5
6

Qrev= 0

Q = 0



3. En el siguientediagrama se tiene una máquina frigorífica, la cual opera con freón – 12 como sustancia de trabajo, con la información mostrada en el diagrama. Determinar:

a) El gasto masa de la sustancia de trabajo (kg/s).
b) El calor en el evaporador (kJ/s).
c) La potencia del compresor (kW).
d) El calor del condensador (kJ/s).
e) El coeficiente de realización de la máquina frigorífica.f) El gasto masa del agua de enfriamiento del condensador si entra con una temperatura de 15 °C y sale a 20 °C.

CONDENSADOR
EVAPORADOR

COMPRESOR
V de E

1

4
2
3

Qrev = 0


4. Se muestra un ciclo Brayton que utiliza aire como sustancia de trabajo. Determinar:

a) El gasto masa del aire (kg/s).
b) El calor que absorbe el aire en el intercambiador decalor de baja presión (kJ/s).
c) La potencia del compresor y potencia de la turbina (kW).
d) El gasto masa del freón – 12 (kg/s).
e) El gasto masa del amoniaco (kg/s).
f) S total en cada uno de los intercambiadores de calor (kJ/sK)
g) El valor del coeficiente de realización.
h) La representación del ciclo en el diagrama (P – h).
Compresor

Ws =
Qrev = 0

TurbinaQ = 991.9175 kJ/s

Ws =

Qrev = 0
Q
(4)
(5)
(6)
(1)
(2)
(8)
(7)
(3)
Intercambiador de baja P
Intercambiador de alta P

Se cuenta con la siguiente información
Punto | Sustancia | P (MPa) | T (K) |
1 | AIRE | 0.7 | 300 |
2 | | 3.0 | |
3 | | 3.0 | |
4 | | 0.7 | |
5 | FREÓN – 12 | 0.7 | 140 °C |
6 | | 0.7 | 60 °C |
7 | AMONIACO| 7.0 | 278 |
8 | | 7.0 | 355 |


5. Para producir CO2 sólido, se utiliza la máquina frigorífica que se muestra a continuación y que usa oxígeno como sustancia de trabajo. Determinar:

a) Los valores de las propiedades de cada punto.
b) El gasto masa del O2 (kg/s).
c) La potencia del compresor (kW).
d) El calor que pierde el O2 en el condensador (kJ/s).e) El gasto masa del nitrógeno (kg/s).
f) La S total en el condensador (kJ/Ks).
g) El gasto masa del CO2 si el h de solidificación es igual a -189.6 kJ/kg a la temperatura de 216.95 K.
h) La S total en el evaporador (kJ/Ks).
i) El coeficiente de realización.
j) La representación del ciclo en el diagrama (T – s).

Compresor

Ws =
Qrev = 0

Q = 457.075 kJ/s

Q(2)
(5)
(6)
(3)
(4)
(8)
(7)
(1)
Evaporador
Condensador

P3= 1 Mpa
T 3 = 200 K
P4= 5 Mpa
P8= 4 Mpa
T8 = 90 K
P7= 4 Mpa
T7 = 70 K


6. Se tiene una máquina térmica ideal, la cual trabaja con agua como sustancia de trabajo, si el agua entra a la turbina a una presión de 100 bar y una temperatura de 700 °C, y sale a una velocidad de 129 m/s, con una presión de 0.5 bar y...
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