Problema Nº 01:

m=10000 kgh

- Adiabática

T=800℃ - Con rozamiento

P=10MPa -Analicemos 1º sin rozamiento: T .d S=dq+d qr

d S=0 ,' ISOS 'ηisos=0.96

P=2MPaW real=?

T real=? ⇒η isos=W real

W isos

, HallandoW realobtenemosT real

1º Q−W isos=(△ h )isos (m )+△ Ec+△ Ep

W isos=(h1−h2 isos)m

T 1=800℃ ⟹ h1=4114.8kJkg

P1=10MPa s1=7.4077kJ

° K . kg

o Ahora :

s2=s1=7.4077kJ

° K .kg

h2 isos=3208.28kJkg

P2=2MPa T 2isos=492.15℃

m=100003600

=2.78 kgs

W isos=(2.78 ) (4114.80−3208.28 )=2520.13 kJs

W real=(0.96 )(2520.13)

W real=2419.32kJs

W real=m (h1−h2 real )

2419.32=2.78 (4114.80−h2 real)

⇒h2real=3244.64kJkg

T 2 real=398.66℃∴

s2 real=7.1224kJ

° K .kg

Problema Nº 02:

V=cte⇒W=0Vm

=v1 ⇒m= V

v1= 0.10.001043

⇒m=95.88kg .

V 1=1 Lts .P1=100kPa (L.S .)

V 2=1 Lts .P2=100kPa (L. S .)

u1=417.33v1=0.001043T 1=99.02℃

v2=0.001043P2=700kPa

vLC=v Ls=0.001043

T s=102.41℃

uLC=us=435.85

Q−W=∆U

Q1→2=m(u2−u1)

⇒Q=98.88(435.85−417.33)

Q=1831.2576 kJ

∆ t (Q−W )=∆h (m )(∆ t)

−W=∆h .m

W=(h2' −h3 ) .m ⇒W=95.88(2763.5−2675.5)W=8437.44kJ

Por tanto tenemos: U 1=417.33 (95.88 )=40013.6004 kJ

U 3=2506.1 (95.88 )=240284.868kJ

QT=(U3−U 1 )+W

QT=(240284.868−40013.6004 )+8437.44

QT=208708.7076kJ

Problema Nº 03:

P=1.033 kg−f

cm2=0.101kPa P1=1.033MPa

v1=0.003155m3

kg

V l

V v

=(1−x ) . v LS

x . vVS

V=cte.v=cte . (Proceso ISOV)Asumo: mT=1kg .

x=mv

mT

⇒ x=mv

v=v LS+x (vgs−v ls)

0.003155=0.0010432+x (1.6812−0.0010432)

x=0.0012569

mv=0.0012569kg .

mL=0.998743 kg .

Problema Nº 04:

o Se va a proceder a cargar un sistema de refrigeración con FREÓN – 12.

¿Cuál será la masa de FREÓN-12 en el sistema cuando la presión alcance 2.47

kg−f

cm2=0.242MPa?

Podemos observar que nos encontramos en la zona de sobrecalentado.

v=0.0851333 m3

kg

m= 0.0240.0851333

=0.2819 kg .

a) ¿Cuál será la masa de FREÓN-12 en el sistema cuando se llena con vapor saturado?vS=0.0246456

m3

kg⇒m= 0.024

0.0246456=0.9738kg .

b) ¿Qué fracción del FREÓN-12 existirá en forma líquida cuando se haya colocado 1.36 kg. de FREÓN-12 en el sistema?

v=0.0241.36

=0.0176 m3

kg

v=v LS+x (vgs−v ls)

0.0176=0.0007667+x (0.0249496)x=0.6747

⇒m v=0.6747 (1.36 )=0.9176kg .

Problema Nº 05:

mc=69kgh

mt=454kgh

a) La turbina entrega al compresor 16 hp.

Q−W=m ∆h

W=mt(hTe−hTs

)

W=0.126 (3135.252−2705.8 )=54.11kW

⇒G=W−11.93 kW=¿ 42.18 kW

b) En el compresor:

Q−W C=mt (hCs−hCe )

Q=69(177.197−299.45)

3600+11.93

Q=9.5868kW

Problema Nº 06:

En un proceso de flujo estable se mezcla amoniaco líquido a una presión de 14.4kg−f

cm2 y una

T=15.6℃ con vapor saturado a una presión de 14.5kg−f

cm2 , el flujo de masas de líquido y vapor son

iguales. Determine el valor de Q por kg de mezcla.

Después de la mezcla: PS=12.7kg−f

cm2 m=0.5 kgs

x=0.85

2 m=1 kgs

m=0.5 kgs

Q−W=∑mhs+∑ mhe………(*)

Tenemos que: En 1: u=h−P' v

u=253.386−743.134 (0.00016214)

u=253.2655 kJkg

En 2: h=u+Pv

h=253.2655+1382.7(0.00016214)

heL=253.49 kJ

kg

- Para el Vapor saturado, tenemos de manera similar:

En 1: u=h−P' vu=1456.834−743.134(0.171464 )

u=1329.41 kJkg

En 2: h=u+Pv h=1329.41+1421.9(0.171464)

heV=1573.21 kJ

kg

- Para la salida:

P=1245.4 kPah=hf +x (hfg)

h=333.1407+0.85 (1134.6444)

hS=1297.588kJkg

- De (*):Q=1 (1297.588 )−[0.5 (253.49 )+0.5(1297.588)]

Q=522.049 kW

Problema Nº 07:

- Tengo un compresor de N2:

P=20 atm=2.0265MPa ηisos=0.8

m=400 kgh

=0.111 kgh

ηisos=W isos

W real T .d S=dq+d qr

d S=0 ,' ISOS '3atm=0.3039MPaT=27℃

1º W isos=(h1−h2 isos)m

- Para ‘h1’: h°=hT 1⇒ hT1

=hT 1

PM= 5428.013

⇒hT 1=1.9276 kJ

kmol

sT 1=s°T 1

−R ln P1=191.789−8.31447 ln 3=182.65

s°T 2=sT 2

+R lnP2

s°T 2=182.65+8.31447 ln 20=207.56 kJ

kg

- Con esto en tablas:

hT 2

°=hT2=6360.8915 kJ

kmol

hT 2isos=hT2

=hT 2. PM=178187.65 kJ

kg

W isos=(h1−h2 isos ) m=(1.9276−178187.65 )0.111=−19778.615kW