C3-JERCICIOS RESUELTOS

EJERCICIO 3-26 ©AGUA

T (°C) P (kPa) v (m3/kg) Fase

50 12.352 4.16 Mezcla Liquido-vapor

50°C

v = 4.16 m3/kg

Mezcla Liquido-vapor

P sat=

12.3

52

vf = 0,001012 m3/kg vg = 12.026 m3/kg



120.21 200 0.8858 Vapor Saturado

200kPa

Vapor Saturado

Tsat =120.21°C

v = vg= 0.8858m3/kg (TABLA A4)



250 400 0.5952 Vapor sobrecalentado

250°C Psat: 3976.2kPa

400

kPa

Vapor sobrecalentado

v = 0.5952 m3/kg (TABLA A6)

T (°C) P (kPa)

h (kJ/kg)

x (%) FASE

120.21 200 2045.8 0.7 Mezcla Saturada


200kPa

Mezcla Saturada

x =0.7

Tsat =120.21°C

A 200 kPa (tabla A4):

hf = 504.71 kJ/kg

hg = 2706.3 kJ/kg

Para Mezcla Saturada:

h = hf + xhfg

hf = 504.71 kJ/kg hg = 2706.3 kJ/kg

h = 2045.8 kJ/kg h

T (°C) P (kPa)

h (kJ/kg)

x (%) FASE

140 361.53 1800 0.565 Mezcla Saturada


140°C

h =1800 kJ/kg

P sat:

361

.53k

Pa

hf =588.87 kJ/kg hg =2549.6 kJ/kg

x =0.565Mezcla

Saturada

h

Como:

hf < h < hg

Concluimos que la fase es :

MEZCLA SATURADA

y la presión es la de SATURACIÓN

CALIDAD:

h = hf + x hfg

Conocidos h, hf y hg se obtiene el valor de x

T (°C) P (kPa)

h (kJ/kg)

x (%) FASE

177.66 950 752.74 0.0 Liquido saturado


950 kPa Tsat : 177.66°C

x =

0.0

Liq

uid

o s

atu

rad

o

h ≈ hf = 752.74 m3/kg h

T (°C) P (kPa)

h (kJ/kg)

x (%) FASE

80 500 335.37 Inexistente Liquido Comprimido

EJERCICIO 3-30 © AGUA

80°C

P sat:

47.

416

kPa

h ≈ hf = 335.37 kJ/kg (Tabla A4)

500 kPa

Liq

uid

o C

om

pri

mid

o

h

Por fuera del domo

NO es posible

hablar de “CALIDAD”, ya que por definición

se requiere de una mezcla

T (°C) P (kPa)

v (m3/kg)

Fase

- 8 320 0.0007569 Liquido Comprimido

EJERCICIO 3-31 ©R 134a

- 8°C

P sat:

217.

8 kP

a

320 kPa

Liqu

ido

Compr

imid

o

v ≈ vf = 0.0007569 m3/kg (Tabla A11)

No se dispone de tabla R134a para liquido comprimido, entonces se asume que el volumen especifico a las condiciones dadas es, aproximadamente igual, al volumen especifico saturado a -8°C

T (°C) P (kPa)

v (m3/kg)

Fase

30 770.64 0.015 Mezcla Saturada


30°C

v = 0.015 m3/kg

vf = 0,0008421 m3/kg vg = 0.025622 m3/kg

P sat:

770

.64

kPa

Mezcla

Saturada

T (°C) P (kPa)

v (m3/kg)

Fase

-12.73 180 0.011041 Vapor Saturado


180 kPaTsat: -12.73°C

Vapor Saturado

vg= 0.011041 m3/kg

T (°C) P (kPa)

v (m3/kg)

Fase

80 600 0.044710 Vapor Sobrecalentado


80°CP sat:

2635.3 kPa

600k

Pa

Vapor Sobrecalentado

V = 0.044710 m3/kg

EJERCICIO 3-28 © AGUAT (°F) P (psia) u (Btu/lbm) Fase

300 67.03 782 MEZCLA SATURADA

300°FMEZCLA

SATURADA

uf =269.51 Btu/lbm ug = 1099.8 Btu/lbm

u = 782 Btu/lbm

P sat:

67.

03ps

ia

u


500 120 1174.4 VAPOR SOBRECALENTADO

500°F

VAPO

R

SOB

REC

ALE

NTA

DO

u = 1174.4 Btu/lbm

P sat:

680.

56 p

sia

120p

sia

u


267.22 40 236.02 LIQUIDO SATURADO

40psia

LIQ

UID

O S

AT

UR

AD

O

Tsat : 267.22 °F

uf = 236.02 Btu/lbm u


400 400 374.19 LIQUIDO COMPRIMIDO

La lectura de la tabla A7- E inicia con P = 500 psia y no tiene datos para presiones menores en fase de Líquido Comprimido, por lo tanto es válido aproximar las propiedades a las del punto de saturación a esa temperatura (400 °F)

LIQ

UID

O

CO

MP

RIM

IDO

400 °F P sat:

247.

262p

sia

400

psia

uuf = 374.19 Btu/lbm

MANEJO DE TABLAS CON INTERPOLACIÓN

Se tiene agua a 300 °C y volúmen especifico de 0.0482 m3/kg. Determinar la presión.

300°C VAPO

R

SOB

REC

ALE

NTA

DO

vf =0.001404 m3/kg vg = 0.024659 m3/kg

v = 0.0482 m3/kg

u

Pasamos a la tabla A6 e iniciamos la búsqueda así:

En P = 0.01 MPa y 300 °C observamos el valor de v = 26.446 m3/kg.

Como este valor NO es igual al dado en el ejercicio (v = 0.0482 m3/kg), pasamos a la siguiente tabla de P=0.05 MPa y 300 °C, y continuamos con este procedimiento hasta encontrar que nuestro valor se encuentra entre las tablas de P = 4,5 y 5.0 MPa. Para determinar el valor de la presión se utiliza la interpolación

v = 0.0482 m3/kg

P (Y)

kPav (X)

m3/kg

1 4.5

(Y1)

0.05138

(X1)

Desconocido Y0.0482

(X)

2 5.0

(Y2)

0.04535

(X2)

12

1121 )(

XX

XXYYYY

Reemplazando los valores se llega a:

P = 4.7638 kPa

Hallar la entalpía (kJ/kg) para agua a: 303 °C y 4200 kPa.

T (°C)4 MPa 4.2 MPa 4.5 MPa

h (kJ/kg) h (kJ/kg) h (kJ/kg)

300 (X1) 2961,7 2944,2

303 (X) ?

350 (X2) 3093,3 3081,5

1. Mediante el método de interpolación lineal hallamos el valor de h a 4 MPa y 303 °C.

2. Mediante el método de interpolación lineal hallamos el valor de h a 4,5 MPa y 303 °C.

3. Utilizando los valores de h calculados interpolamos nuevamente para hallar h a 4.2 MPa y 303 °C

2969,596 2952,4382962,7328

Consultando la tabla A4 concluimos que la fase es VAPOR SOBRECALENTADO.

Pasamos a la tabla A6 (Pág. 916), observamos que los valores de 303 °C y 4,2 MPa NO SE ENCUENTRAN DIRECTAMENTE EN LA TABLA, entonces debemos INTERPOLAR !!

Diseñamos una tabla con los datos necesarios

12

1121 (

()(

XX

XXYYYY

Conocidos:

(X1,Y1) , (X2,Y2) y X

Valor desconocido Y

Y1

Y2

TRABAJO EN CLASE EN PAREJAS(30 MINUTOS)

Propiedades del Agua

P (kPa) T (°C) x (%) v (m³/kg)

75 200

15000 0.0099

200 0.6

1000 0.3

20000 0.005862

300 0.0212

0.75 0.6200

Propiedades R134a

P (psia) T (F) x ( %) v (ft³/lbm)

10 -25

50 35

100 0.490

85 0.0131

120 70

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