UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Facultad de Ingeniera Mecnica - Energa Escuela Profesional de Ingeniera Mecnica Termodinamica II O U IO A IOD LE A E S L C NR E X MN P R IA AC L INTEGRANTES: CERNA NOGUEIRA EDSON JAVIER CORDOVA SANCHEZ ALAN GUSTAVO CCOAS CENTENO ANGEL BALDEON CASTILLO MIGUEL ANGEL HINOJOSA VILCAPOMA CESAR A.

072855C 072156H 072880H 072153I 052035K

Profesor: G.H:

Ing. Jos Tezen Campos. 01 LBellavista Callao

2011

PROBLEMA 1 En una combustin completa de exano liquido con 40% de exceso de aire, los productos se expulsan a 1400 k; si se considera que los reactivos ingresaron a 298 K y que la presin es constante. Determinar: A. El calor transferido en KJ/Kmol. B. La relacin aire combustible, si con la misma transferencia de calor los productos se expulsan a 1200 K. SOLUCIN Ecuacin estequiometria de combustin: C6H14+B (O2+3.76N2) a CO2+b H2O+d N2 C: a=6 H: b=7 O: B=9.5 Ecuacin real de combustin: C6H14+1.4*9.5 (O2+3.76N2) a CO2+b H2O+f O2+ g N2 C: a=6 H: b=7 O: f=3.8 N: g=50.008

A) calor transferido: Q =HR +HP

HR (TR=25C) = (hf +h)

C6H14

+0+0

HR =-198956 KJ/Kmol

Entalpia de productos a 1400 K: HP = 6(hf +h)CO2

+7(hf +h)

H2O

+3.8 (hf +h)

O2

+50.008(hf +h) N2

HP =6(-393522+55907) + 7(-241827+43447) + 3.8 (36966) + 50.008(34936) HP =-1526799.712 KJ/Kmol Entonces: Q =HR +HP =-1327843.712 KJ/Kmol

B) Relacin aire combustible:

Q = HR

(1200 K) +

HP (25C)

HR =-198956 KJ/Kmol HP = 6(hf +h)CO2

+7(hf +h)

H2O

+ (B - 9.5) (hf +h) +h) N2

O2

+ (B - 3.76) (hf

Hp =6(-393522+44484) + 7(-241827+34476) + (B - 9.5) (29765) + (B 3.76) (28108) Reemplazando: B=18.4613 Donde: B= e *(B) e = 1.9432 Luego:

PROBLEMA 2 Se comprime aire isoentropicamente desde 1 BAR hasta 8 BAR. Si la eficiencia volumtrica es de 85%, N= 800 RPM y VD = 0.3 m^3. Determinar: A. La potencia del compresor en KW. B. El ahorro de trabajo, si la compresin se realiza en 2 etapas en KJ/min. C. Graficar los procesos de compresin en los diagramas P V y T - s SOLUCIN Datos: Isentropico K=1.4, P1=1bar, P2= 8bar, ev=85%, N=800RPM, VD=0.3m3 Graficando:

A) Potencia del compresor:

Calculando:

Entonces V1= 0.255m3

B) Ahorro de trabajo: Compresor de 2 etapas:

Sabemos:

Reemplazando y convirtiendo:

C.- diagrama P-V y T-S.

GRAFICA P V:

GRAFICA T S:

PROBLEMA 3

En un motor Diesel terico de 2 tiempos, 10 cilindros y 1400 RPM, se hace una prueba de verificacin de compresin y se encuentra que al final de la compresin P=48.5 Bar y T= 873.5 K. el motor usa un combustible de PC=42000 KJ/K y en condiciones de mxima potencia r a/c= 19, cuando la eficiencia de la combustin es 90%. Si la eficiencia trmica del ciclo es de 56% y las dimensiones del VM de cada cilindro son de 150 cc, si Cp =1.0035; Cv =0.7165; R= 0.287 KJ/Kg.K Determinar: A. La potencia trmica del motor en KW B. La temperatura al inicio de la compresin (K). C. Cmo es la eficiencia de este ciclo Diesel con respecto a la de un motor de explosin con relacin de volumen muerto 15%? SOLUCION

= Cp( = .

-

)= = Cp( + .

.Pc. )

=

+ 873,5

= 2856,0348 K

Calculando

: = 1= = .( )

= 3,27.

Reemplazando:

= 16,13

calculando:

: = = = N. = = 2,42. (2,42. )

= 5,64. Calculamos :

=

= 98,87Kpa

=

=287,246K

.

=

= 6,765. A.-hallamos la potencia trmica: = . . .Pc

= 1432,0152 kw

B.- temperatura de inicio: = 287.216K

C.-Comparamos C = 0,15. = = 7,6667. =1

= 55,73 %

=

Ambos motores poseen eficiencias iguales

PROBLEMA 4 Un ciclo Sabathe tiene una relacin de compresin de 14, el aire esta a 100 KPa y 300 K al principio del proceso de compresin y a 2200 k al final del proceso de adicin de calor. La transferencia de calor al aire es parcial a volumen constante y parcialmente a presin constante y ascendente a 1520.4 KJ/Kg. suponga calores especficos constantes para el aire y determine: A. La cantidad de calor transferido en el proceso isotrmico B. La eficiencia trmica del ciclo, en % SOLUCION

= 100KPa = 300K = + = 1520.4

A.- cantidad de calor transferido: proceso isomtrico. =? = Cp( )

= Cv(

-

)

Ahora: = . = 862.13k + 1,0035(2200 = 240k. )

Como :

< Es Absurdo!!!

Por ende la eficiencia es inconsistente.