Ejercicio Termodinámica 2 PDF

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2-71 Se bombea agua de un lago hacia un gran recipiente de almacenamiento situado 20 marriba, a una tasa de 70 L/s con un consumo de potencia eléctrica de 20 kW. Sinconsiderar las pérdidas por fricción en las tuberías ni los cambios de energía cinética,determine a) la eficiencia global de la unidad ...

Description

2-71 Se bombea agua de un lago hacia un gran recipiente de almacenamiento situado 20 m arriba, a una tasa de 70 L/s con un consumo de potencia eléctrica de 20.4 kW. Sin considerar las pérdidas por fricción en las tuberías ni los cambios de energía cinética, determine a) la eficiencia global de la unidad bomba-motor y b) la diferencia de presión entre la entrada y la salida de la bomba. DATOS ρ=1000 kg /m 3 V´ =70 L/s

z 1=0 m z 2=20 m g=9,81m /s

2

´ electrica ,entrada =20,4 kW W

a) la eficiencia global de la unidad bomba-motor Se transformó el flujo volumétrico

(

70 L/s a m 3 /s

)

1 m 3 /s =0,070 m3 /s V´ =70 L/s∗ 1000 L /s Se calculó el flujo másico

m ´

´ V´ m=ρ∗ 3 3 ´ m=1000 kg /m ∗0,070 m /s

m=70 ´ kg /s

Se calculó la energía potencial con la altura ep 2=g∗z 2 ep 2=9,81 m / s2∗20 m ep 2=196,2m 2 /s 2

z 2 ya que

z 1=0 m

Se transformo

¿ 196,2m 2 /s 2 a

ep 2

kJ /kg

1 kJ /kg =0,1962kJ /kg ( 1000 m /s )

ep 2=196,2m 2 /s 2∗

2

2

Se calculó la energía mecánica del fluido ´ ( e mecanica, salida −e mecanica ,entrada) ∆ E´ mecanica , fluido =m∗ ∆ E´ mecanica , fluido =m´ ( ep2 −ep1 ) ∆ E´ mecanica , fluido =m´ ( ep2 −0 ) ´ ∆ E´ mecanica , fluido = m∗ep 2 = 70 kg / s∗0,1962 kJ /kg=13,734 kJ /s ≅ 13,734 kW

Se calculó la eficiencia global de la unidad bomba-motor ηbomba − motor=

∆E´ mecanica ,fluido W´ electrica, entrada

ηbomba −motor=

13,734 kW =0,6732 en porcentaje 67,32 20,4 kW

b) la diferencia de presión entre la entrada y la salida de la bomba. ´ ( e mecanica, salida −e mecanica ,entrada) ∆ E´ mecanica , fluido =m∗ m∗P ´ 2 −P1 ∆ E´ mecanica , fluido = ρ ∆ E´ mecanica , fluido =V´ ∗∆ P Se despejo la formula anterior para obtener la diferencia de presión ∆ P=

∆ E´ mecanica ,fluido 13,734 kJ / s = =196,2 kJ /m 3 V´ 0,070 m 3 /s

Se transformó

∆ P para dejar en unidad de la presión

(

∆ P=196,2 kJ /m 3∗

)

1 kPa∗m 3 =196,2 kPa 1 kJ

(Yunus A. Çengel, 2011)

kPa

Biografía Çengel, Y. A., & Boles, M. A. (2011). Termodinamica. Boston: McGraw-Hill....