• Asignatura: Física
  • Autor: fresitapreciosa9023
  • hace 8 años

Entra vapor a una turbina de flujo uniforme con un flujo másico de 20 kg/s a 600 °c, 5 mpa, y una velocidad despreciable. el vapor se expande en la turbina hasta vapor saturado a 500 kpa, de donde 10 por ciento del vapor se extrae para algún otro uso. el resto del vapor continúa expandiéndose a la salida de la turbina, donde la presión es 10 kpa y la calidad es de 85 por ciento. si la turbina es adiabática, determine la tasa de trabajo realizado por el vapor durante este proceso

Respuestas

Respuesta dada por: tbermudezgomez28
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La tasa de trabajo realizado por el vapor durante el proceso de expansión en la turbina es W = 25881,29 KW

Explicación paso a paso:

Datos del enunciado:

Para resolver este tipo de problemas debemos basarnos en la Primera Ley De La termodinámica

Q - W +me ue - ms us=0

Donde:

u = h + V²/2 + gZ

Para efectos de nuestro problema nuestra referencia de altura es 0  y la velocidad es despreciables por ende la ecuación nos queda:

Q - W + me he - ms hs = 0

Al tratarse de una turbina adiabatica

Q = 0W

Con los valores de entrada nos dirigimos a las tablas de propiedades termodinámicas en vapor saturado:

he = 3666,9kJ/kg

la turbina tiene  dos salidas

1ra) 90% del flujo

10Kpa

T = 45,81 °C

hf = 191,81 kJ/kg

hg = 2583,9 kJ/kg

Calculamos entalpia

h = hf +X(hg - hf)

h = 191,81 kJ/kg + 0,85 (2583,9 kJ/kg - 191,81 kJ/kg)

h = 2225,095 kJ/kg

2da) 10% del flujo

Suponiendo que la temperatura sigue siendo 600°C (Es necesario la temperatura para ubicar la entalpia en la tabla)

h = 3702,5 kJ/kg

Ahora bien como la turbina tiene dos salidas de flujo debemos organizar la ecuación de la siguiente manera

Q - W + me he - ms1 hs1 - ms2 hs2 = 0 .:. sustituyendo

0 - W = -(20kg/s*3666,9kJ/kg) + (0.9*20kg/s *2225,095 kJ/kg) + (0,1 * 20kg/s * 3702,5 kJ/kg)

- W = -25881,29 KW

W = 25881,29 KW

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