TERMODINÁMICA: ILQ – 109 SSJ Informe Certamen N° 3

A aquellos estudiantes que estén interesados; la entrega de la resolución correcta del Certamen 3 (enunciado disponible adjunto en este documento) les significará adicionar un máximo de 5 ó 10 puntos a la nota publicada. El documento debe ser redactado sin la ayuda de PC (incluyendo gráficos/diagramas, si fuese necesario). Última fecha de entrega para el Informe, Lunes 11 de Enero, 10.00 am, en la Secretaria del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental (NO SE RECIBIRÁN TRABAJOS POSTERIORES A ESTA HORA).

Nombre: ……………………………………………………………………………….

Rol:……………………………………………….

Problema 3.1 (50 Puntos)

Un proceso cíclico de refrigeración como el presentado en la Figura 3.1 emplea como fluido de operación

refrigerante 125. La información que se dispone del proceso es: (i) El compresor posee una eficiencia

isoentrópica del 40%; (ii) El condensador opera a 10 bar de presión; (iii) A la salida del condensador el fluido

se encuentra con calidad 0 %; (iv) El evaporador opera a 1 bar; (v) Vapor saturado abandona el evaporador;

(vi) El caudal másico del refrigerante es 0.08 kg/s. Empleando el diagrama P versus H para el refrigerante,

determine:

3.3.1 Potencia del compresor: S,CW ( )+& [kW].

3.3.2 El calor absorbido en el evaporador: EQ ( )+& [kW].

3.3.3 Temperatura de la corriente de salida del compresor, 2 [°C].

3.3.4 Calidad de la corriente que abandona la válvula, 4 [%]

3.3.5 Represente el ciclo en el diagrama P versus H del refrigerante. Si carece de información en el

diagrama, indique de manera aproximada el aspecto que debería tener.

1

2

Válvula

Figura 3.3.1

3

4

Compresor

Condensador Total:

Evaporador Total:

Problema 3.2 (50 Puntos)

En un ciclo de Rankine, 9000 kg/h de vapor de agua salen de un sobrecalentador a 60 bar y 400 °C, se

expanden en una turbina hasta 4 bar con una eficiencia termodinámica de 95 %. El vapor pasa a un

recalentador donde se eleva su temperatura a un valor tal que, al expandirse en una segunda turbina

(eficiencia del 90 %), sale con calidad 100 %, saturado a 0.6 bar. El vapor se condensa y sin subenfriamiento

retorna a la caldera.

Emplee la gráfica T versus S para el H2O (Figura 3.2, adjunta) y/o tablas de vapor para H2O, establezca las

hipótesis y/o simplificaciones que considere pertinentes, enúncielas claramente. Determine:

3.2.1. Potencia obtenida. [kW].

3.2.2. Potencia consumida por la bomba. [kW].

3.2.3. Calor agregado en la caldera incluyendo el sobrecalentador. [kW].

3.2.4. Calor agregado en el recalentador [kW].

3.2.5. Calor retirado en el condensador. [kW].

3.2.6. Rendimiento del ciclo.

Figura 3.1

Figura 3.2