Ciclos termodinamicos PDF

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Ciclos termodinamicos ejercicio 1. Un ciclo de aire estándar con calores específicos variables se ejecuta en un sistema cerrado y está compuesto de los siguientes cuatro procesos: 1-2 Compresión isentrópica de 100 kPa y 22 °C a 600 kPa 2-3 Adición de calor a v=constante hasta 1 500 K 3-4 Expansión i...

Description

Ciclos termodinamicos ejercicio 1.

1. Un ciclo de aire estándar con calores específicos variables se ejecuta en un sistema cerrado y está compuesto de los siguientes cuatro procesos: 1-2 Compresión isentrópica de 100 kPa y 22 °C a 600 kPa 2-3 Adición de calor a v=constante hasta 1 500 K 3-4 Expansión isentrópica hasta 100 kPa 4-1 Rechazo de calor a P=constante hasta el estado inicial a) Muestre el ciclo en diagramas P-v y T-s. b) Calcule el trabajo neto de salida por unidad de masa. c) Determine la eficiencia térmica.

1-2 Compresión isentrópica de 100kPa & 22 °C a 600 kPa.

Si entramos a tablas a temperatura Con ayuda de la presión 2 entramos, calculamos

De aquí interpolando obtenemos

, obtenemos

debido a que es a volumen

constante. debido al equilibrio de energias. 2-3 Adición de calor a v=constante hasta 1 500 K Sabemos que la temperatura 3 sera igual a Tenemos

por lo que de tablas obtenemos: .

De la formula de gas ideal: como es un sistema cerrado y de aire consideramos que la masa y la consante R es la misma. Al ser Volumen constante.

1

3-4 Expansión isentrópica hasta 100 kPa.

Obtenemos

Interpolando de tablas

4-1 Rechazo de calor a P=constante hasta el estado inicial Como es rechazo de calor a presión constante y regresamos al final tomamos

Ecuaciones de equilibrio.

recordamos

Por lo que Representacion de graficas. P = [5,4,2,2,5] P = 1×5 5

4

2

2

5

5

1

V = [1,1,4,5,1] V = 1×5 1

1

4

scatter(P,V) hold on plot(P,V) title("Tabla P-v") xlabel("Volumen") ylabel("Presión") hold off

2

T = [1,1,2,2,1] T = 1×5 1

1

2

2

1

3

1

S = [1,2,4,3,1] S = 1×5 1

2

4

scatter(T,S) hold on plot(T,S) title("Tabla T-S") xlabel("Entropia") ylabel("Temperatura") hold off

3

2. Un ciclo de aire estándar con calores específicos variables se ejecuta en un sistema cerrado y se compone de los siguientes cuatro procesos: 1-2 Adición de calor a v=constante de 14.7 psia y 80 °F en la cantidad de 300 Btu/lbm 2-3 Adición de calor a P=constante hasta 3 200 R 3-4 Expansión isentrópica hasta 14.7 psia 4-1 Rechazo de calor a P=constante hasta el estado inicial a) Muestre el ciclo en diagramas P-v y T-s. b) Calcule la entrada de calor total por unidad de masa. c) Determine la eficiencia térmica.

1-2 Adición de calor a v=constante de 14.7 psia y 80 °F en la cantidad de 300 Btu/lbm

4

Equilibrio

Interpolando con

.

Como es volumen constante 2-3 Adición de calor a P=constante hasta 3 200 R

3-4 Expansión isentrópica hasta 14.7 psia

Interpolando con 4-1 Rechazo de calor a P=constante hasta el estado inicial

Equilibrio:

P = [1,1,3,4] P = 1×4 1

1

3

4

V = [1,2,2,1]

5

obtenemos:

V = 1×4 1

2

2

1

scatter(P,V) hold on plot(P,V) title("Tabla P-v") xlabel("Volumen") ylabel("Presión") hold off

T = [1,2,3,3,1] T = 1×5 1

2

3

3

1

2

1

S = [1,3,4,2,1] S = 1×5 1

3

4

scatter(T,S) hold on plot(T,S) title("Tabla T-S") xlabel("Entropia") ylabel("Temperatura") hold off

6

3. Considere un ciclo de Carnot ejecutado en un sistema cerrado con 0.6 kg de aire. Los límites de temperatura del ciclo son 300 y 1100 K, y las presiones mínima y máxima que ocurren durante el ciclo son 20 y 3000 kPa. Suponiendo calores específicos constantes, determine la producción neta de trabajo por ciclo.

&

7

4. Un ciclo de Carnot opera entre los límites de temperatura de 300 y 2000 K, y produce 600 kW de potencia neta. ¿Cuál es la tasa de cambio de entropía del fluido de trabajo durante el proceso de adición de calor?

8...