A una turbina entra vapor a través de un conducto de 0.2 m de diámetro. La velocidad del
vapor es 100 m/s, su presión es 1,4 MPa, y su temperatura es 600°C. El vapor sale de la
turbina a través de un conducto de 0.8 m de diámetro con una presión de 500 kPa y una
temperatura de 180°C.
Para la operación en situación estacionaria, determínese:
a. El flujo másico de vapor, en kg/s.
b. La velocidad del vapor a la salida, en m/s.
c. El trabajo realizado por la turbina, en kJ/kg
d. La potencia desarrollada, en kW.
Respuestas
Para el sistema de la turbina se tiene que el flujo másico es de m = 10.98 kg/s , asi como la velocidad en la salida sera de V = 8.19 m/s² y la ´potencia desarrollada por la misma es W = 10402.45 kJ/s = 10402 3 45 kW
Explicación paso a paso:
Para calcular el flujo másico debemos usar la ecuacion
m = ρVA
la densidad es la inversa del volumen especifico, busquemos en tabla de propiedades termodinámicas del agua en vapor sobre calentado
1.4Mpa - 600°C
- v = 0.28597 m³/kg
- h = 3695.5 kJ/kg
- u = 3295.1 kJ/kg
m = (1/0.28597 m³/kg)*100m/s * π/4(0.2m)²
m = 10.98 kg/s
Velocidad en la salida
p@500Kpa Vapor saturado
- v = 0.37483 m³/kg
- h =2748.1 kJ/kg
V = mv/A
V = 10.98 kg/s * 0.37483 m³/kg / π/4 * (0.8m)²
V = 8.19 m/s²
Potencia desarrolada
W = m (he - hs)
W = 10.98 kg/s (3695.5 kJ/kg - 2748.1 kJ/kg)
W = 10402.45 kJ/s
Convertimos a Kw
W = 10402 3 45 kW
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