procesos industriales ejercicios

Ayudantía Nº12

1.- Considere el ciclo Rankine de la figura. La bomba eleva la presión de 1 Mpa a 3.5 Mpa, mientras que la caldera entrega calor al agua hasta convertirloen vapor saturado. El flujo de agua es 0.1 kg/s. La eficiencia isentrópica de la turbina es 95% y la bomba puede considerarse ideal. Determine:
a) El trabajo de la turbina enkj/kg
b) El calor aportado en la Caldera y extraído en el condensador
c) El rendimiento del ciclo
d) Si la caldera tiene una fuente de calor que se encuentra a 200°C y elcondensador rechaza calor al medio ambiente a 25°C, determine la eficiencia de Carnot del ciclo.
Datos: K= 103; P1 = 350 kPa; P2 = 100 kPa; P3 = P2; X1 = 1; X3 = 0
Considere h4= h3 + v3(P4 – P3)











2.- El sistema de refrigeración de la figura transfiere energía desde el cilindro A al cilindro B. El cilindro A se encuentra a 10°C,mientras que el cilindro B se encuentra a 50°C. El cilindro A transfiere 2000 kj de calor al sistema de refrigeración (QC), el cual posee un COP de 2. Asuma que los procesosde transferencia de calor suceden de forma reversible y que las temperaturas de las substancias en los cilindros se mantienen constantes. Determine:
a) Calcule el trabajoconsumido por el sistema de refrigeración.
b) Calcule la variación de entropía total del sistema completo.
c) ¿Cuánto sería el trabajo consumido si fuese un refrigerador deCarnot?
d) ¿Cuánto sería la variación de entropía del sistema completo para el caso de un refrigerador de Carnot?






3.- Determine el rendimiento térmico de un ciclo depotencia a vapor que opera en condiciones de un ciclo Rankine ideal SIN SOBRECALENTAMIENTO si la caldera y condensador operan a una presión de 30 y 0,1 bar, respectivamente.