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
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
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
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
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:
