Question

5. La figura muestra un sistema de potencia de aire operando en flujo estable compuesto de un compresor, un intercambiador de calor y una turbina en serie. El aire entra al compresor que opera con eficiencia isentrópica es de 80 %. Luego se calienta a presión constante en el intercambiador de calor y finalmente se expande en la turbina que opera con eficiencia de 90% isentrópica. Los datos de todas las corrientes están en la figura.
Realizar el balance del compresor, calentador y la turbina
Calcular el W (potencia) del compresor, el calor Q del calentador y el trabajo W de la turbina

Answer 1

RESPUESTA:

Adjunto podemos observar la imagen del problema.

Debemos realizar un balance de energía usando los datos de la imagen, tenemos:

W = m·(hs - he) → Trabajo en función de la entalpía.

Tenemos por otra parte que:

• m = 5.8 kg/s
• hs = 200 kJ/kg
• he = 300 kJ/kg

Sustituyendo se tiene que:

W = 5.8 kg/s·(200 - 300) KJ/kg

W = -580 kJ/s

Wr = -0.8·580 kJ/s = -464 kJ/s

El trabajo en el calentador es de -464 kJ/s.

Ahora en el calentador:

Wr = 5.8 kg/s·(1515 - 200) kJ/kg

Wr = 7627 kJ/s

El trabajo en el calentador tiene un valor de  7627 kJ/s.

Finalmente la turbina:

Wr = 0.9·5.8 kg/s·(1515 - 450) kJ/kg

Wr = 5559.3 kJ/s

El trabajo en la turbina tiene un valor de 5559.3 kJ/s.