Balance termico de una planta de vapor

Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Ingeniería

Grupo: 10
Balance Térmico de una planta de vapor
Ciclo Rankine
Bravo Calderón José Arturo

1)
2) Problemasa) Un rollo de lámina de acero se pasas por un tanque de enfriamiento, entrando a 90°C y sale a 50°C. La lámina pesa 4 kg/m y pasa a una velocidad de 25 m/min. El agua fluye constantemente, entrando a10°C y sale a 30°C ¿Qué cantidad de agua (kg/min) se requiere para mantener estas condiciones?
Cacero=460.54 kJ/(kg K) y Cpagua=4.186 kJ/(kg K)

Q=mcΔT
Para el acero:
Qacero=macerocaceroΔTmacero=4kgm*25mmin=100kgmin
Qacero=100kgmin460.54kJkgK363K-323K=1842160kJmin
Para el agua:
Qagua=maguacaguaΔT
magua=QaguacaguaΔT
magua=1842160kJmin4.186kJkgK303K-283K=22003.82kgmin
b) Calcular lacantidad de agua de enfriamiento requerida para condensar 100 kg/hr de vapor que llegan a un condensador. La calidad del vapor es del 95% y su presión absoluta de 1 bar. Se pretende que salga comoliquido saturado a la misma presión. El agua de enfriamiento llega a una temperatura de 25°C y no debe salir a más de 35°C. Cpagua=4.186 kJ/(kg K).
El calor retirado por el condensador es:Q=hvapor-hLiquido
Donde:
hvapor=hf+xhfg
hvapor=417.51kJkg+0.95*2257.5kJkg=2562.126kJkg
Q=2562.126kJkg-417.51kJkg=2144.615kJkg
Q=2144.615kJkg100kghr=214461.5kJhr
Y ya que:
Q=maguacaguaΔT
magua=QcaguaΔTmagua=214461.5kJhr4.186kJkgK308K-298K=5123.3kghr
3) Memoria de cálculos
a) Diagrama

b) Lecturas
Lectura | N [rpm] | |F1-F2 |[N] | Volumen[ml] | Tiempo [s] | Pv[kPa] |
1 | 1800 | 2 | 64 | 60 | 110|
2 | 1800 | 4 | 70 | 60 | 130 |
3 | 1800 | 6 | 82 | 60 | 150 |
4 | 1800 | 8 | 95 | 60 | 180 |
5 | 1800 | 10 | 110 | 60 | 210 |

Lectura | Pc [kPa] | T3[°C] | TA1[°C] | TA2[°C] | Li[kW-h]| Lf[kW-h] |
5 | 360 | 60 | 17 | 52 | 3625.8 | 3626.3 |

c) Calculo de entalpias
Para h1
P = 439.6 kPa
hf = 619.5 kJ/kg
h1=hf+x1hfg=619.5kJkg+0.96*2123.44kJkg=2658kJkg
Para x1´
P= 210 kPa...