t. Autonomo

25
7/23/2019 t. Autonomo http://slidepdf.com/reader/full/t-autonomo 1/25 INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA Periodo académico: abril- agosto 2014 Parcial:  I Asignatura: Termodinámica Tema: Trampas termodinámicas de vapor Tio de tra!a"o:  Autónomo Ni#el:  Quinto Gruo: Integrantes: !uilcamaigua !uamus"ig #$sar Augusto !u%mán &ulamarin 'abricio Isaul (usu)a #"ugc"ilan #arlos *ub$n Toapa+i Toapa+i ,uis Antonio Toasa (allitsig .ugo 'abián 'ec"a de entrega/ 21 de mao del 201

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INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

Periodo académico: abril- agosto 2014

Parcial: I

Asignatura: Termodinámica

Tema: Trampas termodinámicas de vapor

Tio de tra!a"o: Autónomo

Ni#el: Quinto

Gruo: N°

Integrantes:

!uilcamaigua !uamus"ig #$sar Augusto

!u%mán &ulamarin 'abricio Isaul

(usu)a #"ugc"ilan #arlos *ub$n

Toapa+i Toapa+i ,uis Antonio

Toasa (allitsig .ugo 'abián

'ec"a de entrega/ 21 de mao del 201

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E$ERCICIO%

&'atos de tabla

P(k.pa) T V  f  V g 

200 12341# 0001051 06636 

kg mt 

mkg 

m

Vprom

V mt 

V vm

Vg mg Vf  mf  Vprommt 

vmV 

 p

023.1

/886841.0

9079.0

.

...

.

3

3

=

==

=

+=

=

 

4

2 hd Ve

  ⋅⋅=

π  

 

4

)6.1.()85.0(   2π  

=Ve

 

7l recipiente cuas medidas muestra la 8igura9contiene una me%cla de l:;uido vapor de agua

en e;uilibrio a la presión de 200 <&a9 determine

la calidad o t:tulo del vapor9 los vol=menes de

l:;uido vapor la temperatura de saturación de

la me%cla

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0013.1

/884719.0

/88587.0

.

3

3

=

=

−=

−=

=+

+=

 x

kg m

kg m x

vfg 

Vf  v

 x

Vf  v xvfg 

vvfg vf  

vfg  xvf  v

Ve= 0,9079

3m

38868.0

88578.0001061.0

m

kg V 

Vg Vf  V 

=

+=

+=

kg m

kg 

m

m

/88748.0

023.1

9079.0

3

3

=

==

υ 

υ 

kg mvfg 

kg mvfg vf  vg vfg 

/)884719.0(

/)001061.088578.0(

3

3

=

−=

+=

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2

atos de tabla

P(k.pa) T V  f  V g 

56 14051 00010541 0261412

RED DE SOLUCION 

3

2

2

2735.0

4

)72.1()45.0)((

4

..

mV 

mmV 

hd V 

=

=

=

π  

π  

?

?

?

?

368

=

=

=

=

=

Tsa

vg 

vf  

 x

kp P 

  atos

375

350

 p

 30.141

86.138

C T o

 001081.0

001079.0

/3 kg vfm

 49133.0

52422.0

/3 kg vgm

7l recipiente cuas medidas muestra la 8igura9

contiene una me%cla de l:;uido vapor de agua

en e;uilibrio a la presión de 56 <&a9 determine

la calidad o t:tulo del vapor9 los vol=menes de

l:;uido vapor la temperatura de saturación de

la me%cla

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kg mvf     /0010646.0

0000144.0

001079.0

3=

 

000144.0

25)00002.0)(18(

=

=

 x

 x

 

0281412.0

0236808.0

52422.0

=vg    kg m x

 x

/0236808.0

25

03289.0)(18(

3=

=

 x

vg 

03289.0

49133.0

52422.0

18

25

375

350

 Pkpa

368

61.140

756.186.138

=

+=

Tsa

Tsa

756.1

25

)44.2)(18(

= x

 x  x

44.2

30.141

86.138

18

25

375

350

 Pkpa

368

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kg mv

kg 

m

m

V v

kg mt 

kg m

m

Vprom

V mt 

V Vprommt 

mgvg mfvf  VprommvmV 

/5350.0

5112.0

2735.05112.0

/53501.0

2735.0

.

.1.

3

3

3

3

=

==

=

==

=

+=→=

53501.0

52422.0001079.0

vg vf  V 

+=

+=

( )020.1

523141.0

001099.05350.0

 x

 x

vfg 

vf  v

 x

−=

=

523141.0

001079.052422.0

=

−=

−=

vfg 

vfg 

vf  vg vfg 

Page 7: t. Autonomo

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001240.0

001229.0

/3 kg vfm

2.3651

0.3347

. Kpa P 

o

o

245

240

  atos de tabla

054656.0

059707.0

/3 kg vgm

5.243

5.243   x

vf  

000011.0

001240.0

001229.0

5.3

5

245

240

atos

7l recipiente cuas medidas muestra la 8igura9

contiene una me%cla de l:;uido vapor de agua

en e;uilibrio a la temperatura 24°#9 determine

la calidad o t:tulo del vapor9 los vol=menes de

l:;uido vapor la presión de saturación de la

me%cla

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001152.0

00077.0001229.0

000077.0

5

)000011.0(5.3

=

++=

=

=

vf  

vf  

 x

 x

??

?

?

5.243

=

=

=

=

=

 P vg 

vf  

 x

C T    o

 

5.3

5

245

240

 x

vg 

005051.0

054656.0

059707.0

3

2

2

1988.0

4

)25.1.()45.0(

4

..

mV 

hd 

=

=

=

π  

π  

5.243

59355.0

0035357.0059707.0

0035357.0

5

)005051.0(5.3

=

−=

=

=

vg 

vg 

 x

 x

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 x

 Kpa P 

2.304

2.3651

0.3347

.

5.243   5.3

5

245

240

94.3559

94.2120.47.33

94.212

5

2.304*5.3

=

+=

=

=

 Pkpa

 Pkpa

 x

 x

00214.0

58203.0

59355.05948.0

/594702.0

59355.0001152.0

3

=

−=

−=

=

+=

+=

 x

 x

vfg 

vf  v x

kg mv

v

vg vf  v

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kg mvfg 

kg mvfg 

vf  vg vfg 

kg mv

kg 

m

m

V v

kg mt 

m

Vprom

V mt 

V Vprommt 

vg mg vf  mf  VprommmvV 

/)58203.0(

/)01152.059355.0(

/5948.0

3342.0

1988.0

3342.0

594702.0

1988.0

.

...

3

3

3

3

3

=

−=

−=

=

==

=

==

=

+=⇒=

4 >n tan;ue cerrado r:gido contiene 2 <g de agua en 8orma de l:;uido

vapor a una presión de 1 atm9 ?i el volumen de la masa del vapor es igual a

26 veces el volumen del l:;uido9 determine la calidad del vapor dentro del

tan;ue la presión de saturación

atos

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m=2.5kg

 p=15 atm∗101.325 kPa

1atm  =1519.75 kPa

g=¿3.28V f m¿

 x=?  

*ed de solución

 x=

mg

m   7cuación 1

f +¿mg

m=m¿  7cuación 2

mf =m−mg

  V f =v f  mf 

  mf =V f −v f 

  m−mg=V f −v f 

m−3.28V f =V f −vf 

m−3.28V f −V f =−v f 

m−4.28V f =−v f 

V f =m+v f 

4.28  7cuación

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?olución

  & v f 

1519.75kPa  

1500 

0.001154

 X =19.75∗0.000012

250=0.0000009

m3

kg

  1750   0.001166  

250   0.000012

  19.75    X 

v f =(0.001154+0.0000009)m

3

kg

v f =0.001155 m

3

kg

V f =2.5 kg+0.001155 m

3

kg

4.28=0.58m

3   7cuación

 x=mg

m   7cuación 1

g=¿3.28V f m¿

 x=3.28V f 

2.5kg =

3.28(0.58)2.5

 x=0.76

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DATOS DE TABLA

 x

kg vgm

07329.0

50850.0

58179.0

/3

 x

kg vfm

000005.0

001080.0

001075.0

/3

77.2

5

140

135

C T o

5

3

280

28.7

=

=

=

vg 

Vf  

 f  T 

kg mT datos

o

77.137

7l recipiente ;ue muestra la 8igura9 contiene

326 <g de una me%cla de l:;uido vapor de

agua en e;uilibrio a la temperatura de 260 °'

?e conoce ;ue el volumen del l:;uido es igual

a los @ del volumen del vapor9 determine la

altura del cilindro

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RED DE SOLUCION

00107223.0

00000277.0

001075.0

00000277.0

5

)000005.0(77.2

=

=

=

vf  

 x

 x

77.2

5140

135

C T o

 x

kg vgm

07329.050850.0

58179.0

/3

77.137

54118734.0

04060266.0

58179.0

04060266.0

5

)07329.0(77.2

=

=

=

vg 

 x

 x

Page 15: t. Autonomo

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8

3

38

3

8

3

53

3

5

35

53

5

3

vvf  

vvf  

vf  V 

vf  vf  V 

vf  vgf  V 

vg vf  V 

vf  vg 

vf  vg 

vg 

vf  

=

=

=

+=

+=

+=

=

=

=

vf  

vmf  

vvf  mf  

vvf  

8

3

8

3.

8

3

=

=

=

24

15

24

15

24

15.

24

15

24

15

1

38

15

1

3

)8

3(5

3

5

v

vg 

vmg 

vvg mg 

vvg 

vvg 

vvg 

vvg 

vf  vg 

==

=

=

=

=

=

=

Page 16: t. Autonomo

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3

3

3

01558.0

)0021411.0)(28.7(

.

)0021411.0(

)54118734.0)(00199513.0(00107223.0(

,

001975.01435.8

0160845.0

)54118734.0(15)00107223.0(24

)00104223.0(15

)159(24

15

)159(.24

.24.15)

.24

)159(

24

15

(

24

15

8

3

24

15

mV 

kg mkg V 

vmV 

kg mv

v

vg  xvf  v

vg vf  

vf   x

vg vf  vvg 

vf  vg v

vf  vg 

vg vf  v

vg 

v

vg 

v

vf  

v

vg 

v

 x

mg mf  

mg 

mg 

 x

=

=

=

=

+=

+=

==

+

=

+

=

+

=+

=

+

+==

Page 17: t. Autonomo

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mh

mh

vh

V hd 

hd V 

0244.0

)51.25(

)4)(01557.0(

4.

4...

4

..

2

3

2

2

2

=

=

=

=

=

π  

π  

π  

π  

5

 DATOS :

1 ¿̄=143 psi

 P=16.87 ¿̄14.503 psi

¿

V f =0.475 pie3

 x=45.67

7n el recipiente ;ue indica la 8igura e+isten

l:;uido vapor en e;uilibrio a la presión de

1563 bar9 si el t:tulo del vapor es de

453 el volumen ;ue ocupa el l:;uido

es de 043 pie etermine el diámetro

del tan;ue

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v f =0.01863

v g=1.8707

∅=?

RE( (E %OL)CI*N

V =π ∅

2

4. h

∅=√  4V π .h ecuación1

V f =v f  '   mf 

V f 

vf =mf  ecuación2

v=vf  .mf 

m  +vg . xcomoV =v .m

v .m=vf  . mf 

m  +v g. x

V =v f  .mf 

m  +vg . x ecuación3

CÁLC)LO%

V f 

vf =mf  ecuación2

0.475

0.01863=mf 

mf =25.49lbm

V =vf  .mf +vg . x ecuación3

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V =(0.01863)(25.49lbm)+(1.8707)(0.4567)

V =1.32 pie3

=√ 4V 

π .h ecuación1

(4 )1.32 pie3

π .4.5 ft ¿

∅=√ ¿

∅=¿ +',& -t

Interolaci.nP   v f    v g

/++ +'+&012 /'/00/243

20 +'+&0,3 &'044+3+ /',5&+64 +'444/47 5 8

89/'445&+64 89+'4&73v f =0.01863   v g=1.8707

3 7n un recipiente e+iste agua en 8orma de l:;uido vapor a una temperatura de

240°'9 si el volumen del recipiente es de 6 pie la masa del vapor es igual

a 3 veces la masa del l:;uido9 determine la masa del l:;uido

 DATOS :

T =240 ! 

V =3.38 pie3

mg=3.7mf 

mf =?

v f =0.01692

Page 20: t. Autonomo

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v g=16.316

RE( (E %OL)CI*N

mg=3.7mf ecuación1

v=V 

m

m=V 

v ecuación2

 x=

v−vf 

v fg

v= x (vfg )+v f  ecuación3

 x=  mg

mf +mg

 x=  3.7mf 

mf +3.7mf 

 x=  3.7mf 

mf (1+3.7)

 x=3.7

4.7=0.78 ecuación4

 x=78

 x=mg

m

mg= x .mecuación5

CÁLC)LO%

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 x=3.7

4.7=0.78 ecuación4

v= x (vfg )+v f  ecuación3

v=0.78 (16.316−0.01692 )+0.01692

v=12.73 pie

3

lbm

m=V 

v ecuación2

m=   3.38 pie3

12.73 pie

3

lbm

=0.2655 lbm

mg= x .mecuación5

mg= (0.78 ) (0.2655lbm)

mg=0.207 lbm.

mg=3.7mf ecuación1

mg

3.7=mf 

f =¿ 0.207lbm

3.7

m¿

f =¿0.055 lbm.m¿

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6 >n tan;ue con una capacidad de 10 lts9 contiene l:;uido vapor saturado a

2 psi9 si el 632 de la masa es vapor9 determine la masa total e+istente

 DATOS :

 P=235 psi

V =150 lts∨0.03530 ft 

3

1 l ts  =5.29 ft 

3

87.25 "elamasaesigual alvapo#

Entonces

mg=87.25

$mmf =12.75$m

RE( (E %OL)CI*N

mg=87.25$mecuacion1

 x=mg

m

 ecuacion2

m=V 

v ecuación3

v= x (vfg )+v f  ecuacion4

CALC)LO%

 x=mg

m ecuacion2

 x=87.25 m

m

Page 23: t. Autonomo

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 x=0.87

v= x (vfg )+v f  ecuacion4

v=0.87 (1.9773−0.01857 )+0.01857

v=1.722 pie

3

lbm

m=V 

v ecuación3

m=  5.29 ft 

3

1.722 pie

3

lbm

m=2.98 lbm

Interolaci.n

P   v f    v g

/++ +'+&012 /'/00/2

20 +'+&0,3 &'044+3+ /',5&+64 +'444/13 5 8

89&'0/5&+64 89+'1&+2v f =0.01857   v g=1.973

B ?e conoce ;ue el vapor de agua a una presión de bar9 tiene un volumen

espec:8ico de 0 cm@g9 determine Ccuál es el t:tulo9 calidad o 8racción másica

del vaporD

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 DATOS :

1 ¿̄=3500kpa

 P=35 ¿̄100kpa

¿

v=50cm

3

g |   1m3

1000000 cm3|1000 g1kg

  =0.05m

3

kg

 x=?

v f =0.001235

v g=0.057061

RE( (E %OL)CI*N

v=vf + x . vfg

 x=v−vf 

v fg

ecuación1

CÁLC)LO%

 x=

0.05m

3

kg

0.057061−0.001235=0.89

 x=89

107n un recipiente e+iste vapor de agua saturado seco9 se conoce ;ue el

volumen espec:8ico del vapor es de 224 pie@ lb9 determine la presión

temperatura del sistema

v f =2.254 pie3

lbm

 p=¿

T =¿

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v g   P

/'/00/ /++224

16440 /3+

+'444/ 3++'+14/ 5891'04

 x=3.84

 P=200+3.84

 P=203.84 psi