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Problemario Segundo Parcial
1.-Una máquina térmica trabaja entre los límites de temperatura de 600ºC y 100ºC. Al desarrollar 40KW, consume 12Kg/h de combustible. Si el combustible tiene un contenido de energía de 40000KJ/Kg, calcule el cociente de la eficiencia térmica real en relación con la eficiencia de Carnot.
ɳ/ɳc=0.52
2.- Un refrigerador funciona con una temperatura de 0ºC dentro delgabinete cuando la temperatura ambiente del aire circundante es de 30ºC. Si el motor produce una potencia de entrada de 50W al refrigerador, calcule la rapidez de transferencia de calor del gabinete
CDO=9.1, QL=455W
3.-Una màquina de vapor modelo funciona con una entrada isotérmica de calor a la caldera a una presión de 400KPa y se expande hasta una presión de escape de 100KPa. Suponiendo que lacaldera funciona entre agua saturada y una calidad de 0.9, y que la eficiencia adiabática del proceso de expansión es del 70%, calcule la eficiencia térmica de la máquina
ɳ=0.078
4.-Una planta generadora de energía con vapor de agua funciona en un ciclo de Rankine con una presión en la caldera de 800KPa y una presión en el condensador de 40KPa. Si el vapor sale de la caldera como vaporsaturado, calcule la eficiencia térmica de la planta, ignore la entrada de trabajo de la bomba
ɳ= 0.197
5.-Una estación generadora de energía funciona en un ciclo de Rankine con vapor de agua que sale de la caldera a 1MPa, 400ºC, y entra al condensador a 10 KPa. Si la potencia generada es de 50MW, calcule la rapidez de calor rechazado en el condensador. Ignore el trabajo de la bomba
ɳ=0.292
6.-Unaestación generadora de energía a base de carbón funciona en un ciclo de Rankine en el cual el vapor de agua entra a una turbina a 2MPa, 300ºC y descarga a 20KPa. Si la estación tienen una potencia de salida de 200MW, calcule el consumo de carbón que se requiere, en toneladas/h, si el carbón tiene un contenido de energía de 30 000Kj/Kg. Considere que una tonelada es igual a 1x103 Kg e ignore eltrabajo de la bomba.
83.6tol/h
7.-Un refrigerador funciona en un ciclo de Carnot inverso con una temperatura en el evaporador de -10°C y una temperatura en el condensador de 30°C. Si la rapidez de transferencia de calor del refrigerante es de 25W, Calcule el suministro de potencia
W=38W
8.-Un refrigerador funciona en un ciclo de compresión de vapor con refrigerante 134ª como fluido de trabajo.Calcule el coeficiente de operación si la temperatura del evaporador es de -5°C y la del condensador de 35°C.
CDO=5.43
9.-Un congelador funciona en un ciclo de compresión de vapor refrigerante -12 como fluido de trabajo. Se requiere mantener una temperatura mínima de gabinete de -10°C con una temperatura ambiente de 25°C. Si suponemos que hay una diferencia de temperatura de 10K durante losprocesos de transferencia de calor, calcule el coeficiente de operación
CDO=3.55
10.-Un refrigerador funciona en un ciclo de compresión de vapor con refrigerante 134ª como fluido de trabajo. Calcule el coeficiente de operación si la temperatura del gabinete es de 0°C y la temperatura ambiente es de 20°C. Suponga que hay una diferencia de temperatura de 10K para los dos procesos de transferencia decalor.
CDO=5.38
11.- En una caldera de una máquina de Carnot de flujo permanente entra agua como líquido saturado a 120psia y sale con una calidad de 0.95. El vapor sale de la turbina a una presión de 14.7psi. Determine la eficiencia térmica, la calidad final del rechazo de calor isotérmico y la salida neta de trabajo
ᶯ=16.1%, x=0.1245, W=134.4BTU/lbm
12.-Considere un ciclo de Carnot de flujopermanente con agua como fluido de trabajo. Las temperaturas máximas y mínimas en el ciclo son de 350°C y 60°C. La calidad del agua es de 0.891 y 0.1 al final . Determine la eficiencia térmica, la presión a la entrada de la tusbina y el trabajo neto
ᶯ=0.465, P=1.40MPa, W=1624KJ/Kg
13.-Una corriente de agua caliente a 80ªC entra a una cámara de mezcla con una relación de flujo de masa de 0.5Kg/s...