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![𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑢𝑏 − 𝑒𝑛𝑓𝑟𝑖𝑎𝑑𝑜
𝑃6𝑠 = 𝑃6 = 10 𝑀𝑃𝑎 = 100 𝐵𝑎𝑟
} ⟹
{
𝑃𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎
𝑚̇
= ℎ6𝑠 − ℎ5
𝑃𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎
𝑚̇
= 𝜐5 ( 𝑃6 − 𝑃5)
ℎ5 = ℎ4𝑙 = 191,83
𝑘𝐽
𝑘𝑔
⟹ ℎ6 − ℎ5 = 𝜐5( 𝑃6 − 𝑃5)
ℎ6𝑠 = 𝜐5( 𝑃6 − 𝑃5)+ ℎ5 ⟹ ℎ6 = 1,0102.10−3
𝑚3
𝑘𝑔
(10 − 0,01 ) 𝑀𝑃𝑎 + 191,83
𝑘𝐽
𝑘𝑔
ℎ6 = 1,0102. 10−3
𝑚3
𝑘𝑔
(10 − 0,01 ) 𝑀𝑃𝑎
105
𝑁/𝑚2
1 𝑀𝑃𝑎
.
1 𝑘𝐽
103 𝑁. 𝑚
+ 191,83
𝑘𝐽
𝑘𝑔
ℎ6 = 192,839
𝑘𝐽
𝑘𝑔
a) Rendimiento térmico:
Potencia neta desarrollada
𝑃 𝑛𝑒𝑡𝑜 = 𝑚̇ [ 𝑃 𝑇1 + 𝑃 𝑇2 + 𝑃𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 ]
𝑃 𝑛𝑒𝑡𝑜 = 𝑚̇ [(ℎ1 − ℎ2) + (ℎ3 − ℎ4) + (ℎ5 − ℎ6)]
𝑄𝑠 = 𝑚̇ [(ℎ1 − ℎ6) + (ℎ3 − ℎ2)]
𝜂 =
𝑃 𝑛𝑒𝑡𝑜
𝑄𝑠
𝜂 =
𝑚̇ [(ℎ1 − ℎ2) + (ℎ3 − ℎ4) + (ℎ5 − ℎ6)]
𝑚̇ [(ℎ1 − ℎ6) + (ℎ3 − ℎ2)]
𝜂 =
[(3373,25 − 3394,396) + (3353,3 − 2610,187) + (191,83 − 192,839)] 𝑘𝐽
𝑘𝑔
[(3373,25 − 192,839) + (3353,3 − 3394,396)] 𝑘𝐽
𝑘𝑔
𝜂 = 0,23
𝜂 = 23 %
b) El flujo de masa de vapor](https://image.slidesharecdn.com/trabajotermo-150718011657-lva1-app6892/85/Trabajo-Escrito-6-320.jpg)
![𝑃 𝑛𝑒𝑡𝑜 = 𝑚̇ [(ℎ1 − ℎ2) + (ℎ3 − ℎ4) + (ℎ5 − ℎ6)]
𝑚̇ =
𝑃 𝑛𝑒𝑡𝑜
[(ℎ1 − ℎ2) + (ℎ3 − ℎ4) + (ℎ5 − ℎ6)]
𝑚̇ =
180𝑀𝑊.
103 𝑘𝑊
1 𝑀𝑊
[(3373,25 − 3394,396)+ (3353,3− 2610,187) + (191,83 − 192,839)]
𝑘𝐽
𝑘𝑔
.
1 𝑘𝑊. 𝑠
1 𝑘𝐽
.
1 ℎ
3600 𝑠
𝑚̇ = 8,988. 105
𝑘𝑔/ℎ
c) Calor que sale del condensador
𝑄𝑠 = 𝑚̇ (ℎ4 − ℎ5)
𝑄𝑠 =603,78 MW
RESULTADOS
Rendimiento térmico 23 %
El flujo de masa de vapor es 8,988.105
𝑘𝑔/ℎ
Calor que sale del condensador es de 603,78 MW
Comparándolo con el ejercicio modelo se observa que al aumentar la temperatura
y presión a la salida de la caldera el rendimiento disminuye y el flujo de vapor aumenta](https://image.slidesharecdn.com/trabajotermo-150718011657-lva1-app6892/85/Trabajo-Escrito-7-320.jpg)
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- 5. Vapor sobrecalentado 𝑃3 =0,7 𝑀𝑃𝑎 = 7 𝑏𝑎𝑟 𝑇1 = 440 °𝐶 } ⟹ 𝑝𝑜𝑟 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒𝑐𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜 ⟹ { ℎ3 = 3353,3 𝐾𝐽 𝑘𝑔 𝑆3 = 7,7571 𝐾𝐽 𝑘𝑔. °𝐾 PUNTO4 𝑆4 = 𝑆3 = 7,7571 𝐾𝐽 𝑘𝑔. °𝐾 𝑃4 = 𝑃3 = 0,01𝑀𝑃𝑎 = 0,1𝐵𝑎𝑟 } ⟹ 𝑝𝑜𝑟 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒𝑐𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜 ⟹ { 𝑃4 = 0,006 𝑀𝑃𝑎 ⟹ { 𝑆 = 8,3304 𝑘𝐽 𝑘𝑔. °𝐾 𝑃4 = 0,035 𝑀𝑃𝑎 ⟹ { 𝑆 = 7,7158 𝑘𝐽 𝑘𝑔. °𝐾 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑝𝑜𝑙𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑆 − 8,3304 7,7158 − 8,3304 = 0,01 − 0,006 0,035 − 0,006 ⟹ 𝑆 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒𝑐𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 = 8,246 𝑘𝐽 𝑘𝑔.°𝐾 𝑆4 = 𝑆3 = 7,7571 𝐾𝐽 𝑘𝑔. °𝐾 𝑃4 = 𝑃3 = 0,01𝑀𝑃𝑎 = 0,1𝐵𝑎𝑟 } ⟹ 𝑝𝑜𝑟 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜 ⟹ { 𝑆 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒𝑐𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 = 8,246 𝑘𝐽 𝑘𝑔.°𝐾 𝑆4𝑠 < 𝑆 𝑣𝑚𝑖𝑛 ⟹ 𝑙𝑖𝑞+ 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑆𝑙 = 0,6493 𝑘𝐽 𝑘𝑔. °𝐾 ℎ4𝑙 = 191,83 𝑘𝐽 𝑘𝑔 ℎ4𝑣 = 2584,7 𝑘𝐽/𝑘𝑔 𝑋4𝑠 = 𝑆4 − 𝑆4𝑙 𝑆4𝑣 − 𝑆4𝑙 ⟹ 𝑋4𝑠 = 7,7571 − 0,6493 8,246 − 0,6493 ⟹ 𝑋4𝑠 = 0,936 𝑋4𝑠 = ℎ4 − ℎ4𝑙 ℎ4𝑣 ⟹ ℎ4 = ℎ4𝑙 + 𝑋4𝑠 ℎ4𝑣 ⟹ ℎ4 = 191,83 𝑘𝐽 𝑘𝑔 + 0,936(2584,7 𝑘𝐽 𝑘𝑔 ) ℎ4 = 2610,187 𝑘𝐽/𝑘𝑔 PUNTO5 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑃5 = 0,01𝑀𝑃𝑎 = 0,1𝐵𝑎𝑟 } ⟹ 𝑝𝑜𝑟 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜 ⟹ { ℎ4𝑙 = 191,83 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝜐5 = 1,0102.10−3 𝑚3 /𝑘𝑔 Punto 6
- 6. 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑢𝑏 −𝑒𝑛𝑓𝑟𝑖𝑎𝑑𝑜 𝑃6𝑠 = 𝑃6 = 10 𝑀𝑃𝑎 = 100 𝐵𝑎𝑟 } ⟹ { 𝑃𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 𝑚̇ = ℎ6𝑠 − ℎ5 𝑃𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 𝑚̇ = 𝜐5 ( 𝑃6 − 𝑃5) ℎ5 = ℎ4𝑙 = 191,83 𝑘𝐽 𝑘𝑔 ⟹ ℎ6 − ℎ5 = 𝜐5( 𝑃6 − 𝑃5) ℎ6𝑠 = 𝜐5( 𝑃6 − 𝑃5)+ ℎ5 ⟹ ℎ6 = 1,0102.10−3 𝑚3 𝑘𝑔 (10 − 0,01 ) 𝑀𝑃𝑎 + 191,83 𝑘𝐽 𝑘𝑔 ℎ6 = 1,0102. 10−3 𝑚3 𝑘𝑔 (10 − 0,01 ) 𝑀𝑃𝑎 105 𝑁/𝑚2 1 𝑀𝑃𝑎 . 1 𝑘𝐽 103 𝑁. 𝑚 + 191,83 𝑘𝐽 𝑘𝑔 ℎ6 = 192,839 𝑘𝐽 𝑘𝑔 a) Rendimiento térmico: Potencia neta desarrollada 𝑃 𝑛𝑒𝑡𝑜 = 𝑚̇ [ 𝑃 𝑇1 + 𝑃 𝑇2 + 𝑃𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 ] 𝑃 𝑛𝑒𝑡𝑜 = 𝑚̇ [(ℎ1 − ℎ2) + (ℎ3 − ℎ4) + (ℎ5 − ℎ6)] 𝑄𝑠 = 𝑚̇ [(ℎ1 − ℎ6) + (ℎ3 − ℎ2)] 𝜂 = 𝑃 𝑛𝑒𝑡𝑜 𝑄𝑠 𝜂 = 𝑚̇ [(ℎ1 − ℎ2) + (ℎ3 − ℎ4) + (ℎ5 − ℎ6)] 𝑚̇ [(ℎ1 − ℎ6) + (ℎ3 − ℎ2)] 𝜂 = [(3373,25 − 3394,396) + (3353,3 − 2610,187) + (191,83 − 192,839)] 𝑘𝐽 𝑘𝑔 [(3373,25 − 192,839) + (3353,3 − 3394,396)] 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝜂 = 0,23 𝜂 = 23 % b) El flujo de masa de vapor
- 7. 𝑃 𝑛𝑒𝑡𝑜 =𝑚̇ [(ℎ1 − ℎ2) + (ℎ3 − ℎ4) + (ℎ5 − ℎ6)] 𝑚̇ = 𝑃 𝑛𝑒𝑡𝑜 [(ℎ1 − ℎ2) + (ℎ3 − ℎ4) + (ℎ5 − ℎ6)] 𝑚̇ = 180𝑀𝑊. 103 𝑘𝑊 1 𝑀𝑊 [(3373,25 − 3394,396)+ (3353,3− 2610,187) + (191,83 − 192,839)] 𝑘𝐽 𝑘𝑔 . 1 𝑘𝑊. 𝑠 1 𝑘𝐽 . 1 ℎ 3600 𝑠 𝑚̇ = 8,988. 105 𝑘𝑔/ℎ c) Calor que sale del condensador 𝑄𝑠 = 𝑚̇ (ℎ4 − ℎ5) 𝑄𝑠 =603,78 MW RESULTADOS Rendimiento térmico 23 % El flujo de masa de vapor es 8,988.105 𝑘𝑔/ℎ Calor que sale del condensador es de 603,78 MW Comparándolo con el ejercicio modelo se observa que al aumentar la temperatura y presión a la salida de la caldera el rendimiento disminuye y el flujo de vapor aumenta