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UNIDAD 1 FASE 3 DESARROLLAR Y PRESENTAR PRIMERA FASE SITUACIÓN PROBLEMA TERMODINÁMICA PRESENTADO POR WILMER DAVID RAMIREZ MERCHAN COD 1022931322 PRESENTADO A ANA ILVA CAPERA GRUPO 201015_14 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD OCTUBRE 2019
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1. Realice las siguientes conversiones de unidades: a. Convertir 7500BTU/lb a kJ/kg 7500 BTU lb 1,05506 kJ 1 BTU 1 lb 0,45 Kg = 16880,96 kJ / Kg b. Convertir una cantidad de calor igual a los primeros cuatro dígitos de su cédula de BTU/h a W. 1 BTU/hr = 0.29307107 W 1057 BTU h 0,29307107 w 1 BTU h = 309.77 w c. Convertir un flujo igual al número de su grupo colaborativo de galones/min a m3/h. 80 gal min 0,00378541 m 3 1 gal 60 min 1 h = 18.17 m 3 / h d. Convertir un flujo de energía igual a su edad en kcal/min a J/s 25 cal min 4,1868 J 1 cal 1 min 60 s = 1,7445 J / s 2. Una turbina de gas adiabática expande aire a 1 000 kPa y 500°C hasta 100 kPa y 150°C. A la turbina entra aire por una abertura de 0.2 m 2 , con una velocidad promedio de 40 m/s, y sale por una abertura de 1m 2 . Determine: Datosdel enunciado : P 1 = 1000 kPa T 1 = 500 ° C
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P 2 = 100 kPa T 2 = 150 ° C A 1 = 0.2 m ² V 1 = 40 m / s A 2 = 1 m ² 2.2. El flujo de masa de aire que atraviesa a turbina. Teorema de conservación de masa establece que: m 1 = m 2, entonces = m 1 = m 2 = ρQ La densidad ρ de aire la calculamos con la ecuación de gases ideales PV = mRT P = ρRT ρ = P / RT R = 0.082 kJ / kg° K T = 273 + 500 = 773 ° K P = 1000 kPa ρ = 1000 kPa / 0.082 kJ / kg° K 773 ° K ρ = 15.77 kg / m ³ Calculamos el caudal Q = VA Q = 40 m / s 0.2 m ² Q = 8 m ³ / s,entonces m = 15.77 kg / m ³ 8 m ³ / s m = 126.16 kg / s
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2.3. La potencia que produce la turbina. Para obtener la potencia debemos saber el trabajo P = mW = m(he - hs) Entrada a la turbina Con 773K Nos vamos a las tablas de aire gas ideal e interpolamos Pr = 41.92 he = 792.4 kJ / kg P = 1000 kPa Salida de turbina (proceso isentropico) T = 150 + 273 = 423 K P = 100 kPa hs = 424.31 kJ / kg Pr = 4.639 Pot = 126.16 kg / s ( 792.4 kJ / kg 424.31 kJ / kg ) Pot = 46438.23 kW
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3. Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene 0.25 kg de aire, en un principio a 1.5 MPa y 375°C. Primero se expande el aire isotérmicamente hasta un valor igual a los últimos tres dígitos de su cédula en kPa (689). Después, el mismo gas se comprime en un proceso politrópico con un exponente politrópico de 1.4, hasta la presión inicial; por último, se comprime a presión constante hasta llegar a la temperatura inicial. Con base en esta información realice los siguientes pasos:
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