Problemas ciclos termicos

Ing. En Energía



Problemas

1. Se ejecuta en un sistema cerrado un ciclo de aire estándar con calores específicos variables, que está compuesto de los siguientes procesos:
1-2Compresión isentrópica de 0.9869 atm y 540.27 R a 236.2399 inHg
2-3 Adición de calor a v = constante hasta 1526.85°C
3-4 Expansión isentrópica hasta 100 kPa
4-1 Rechazo de calor a P = constante hasta elestado inicial
a. Muestre el ciclo en diagramas P-v y T-s.
b. Calcule la salida neta de trabajo por unidad de masa.
c. Determine la eficiencia térmica.
Datos:
P1 = 0.9869 atm = 99.997 kPa
T1=540.27 R = 300.15 K
P2 = 236.2399 inHg = 800.003 kPa
Conversiones:



a)



Tablas de vapor A-17
T1=300.15 K » h1=300.19 KJ/Kg Pr1=1.386


Dado que en las tablas de vaporno viene directamente el valor de 11.088, es necesario interpolar, con la siguiente ecuación:

Siendo “y” la incógnita o variable (en este caso, T2 y u2) y x=11.088.



U2=389.27T3= 1800 K U3=1487.2 
T2= 539.8 K Pr3 =1310
Volumen = cte V3= V4
 =  despeje la P3 = sustitución: P3=  = 2667.66 Kpa
 Se despeja Pr4 = sustitución Pr4 =  = 49. 10
Pr4 = 49.10 tabla A-17
Y = (x – x1) + y1 h4 =  (49.10 -47.75) + 821.95 h4=  (1.35) + 821.95 
h4= 828.09 
q salida= h4 –h1 = (828.09  - 300.19  = 527.9 
q entrada = u3 – u2 = (1487.2 389.27 = 1097.93 
Trabajo neto
Wneto =qentrada - qsalida
Sustitución
Wneto = (1097,93 ) =570.03
Eficiencia
ɳ =  sustitución η = = 0.519 = 51.9 %


2. Es ejecutado y en un sistemacerrado el ciclo de aire estándar integrado de cuatro procesos:
1-2 Compresión isentrópica de 750.0616 torr y 80.6°F a 20885.5472 lbf/ft2
2-3 Adición de calor a P = constante en la cantidad de...