Prctica 3 Termodinmica II Mquinas de Fuerza y Frigorficas

1. Una mquina trmica que cumple el ciclo de Otto absorbe 360 KJ de calor por minuto, la maquina trabaja inicialmente

a 17 C 101,325 KPa, la relacin de compresin es de 8,5. Determinar: a) Las condiciones de presin y temperatura en cada punto del ciclo b) Trabajo neto, QH, QL y c) Presin media efectiva y potencia en Hp

2. Una mquina Rankine trabaja con vapor de agua sobrecalentado que sale del caldero a 420C y 5 MPa, este vapor sale de la turbina a 35 KPa. Calcular: a) Las condiciones de presin y temperatura en cada punto del ciclo b) Trabajo neto, QH, QL y

3. Se quiere trabajar con un ciclo Rankine con vapor de agua que sale del caldero a una presin de 2,85 MPa. este vapor sale de la turbina a 15 KPa. Calcular: c) Las condiciones de presin y temperatura en cada punto del ciclo d) Trabajo neto, Hp, QH, QL y

4. Una mquina que cumple el ciclo de Otto tiene las siguientes condiciones inicial de 27C y 2,5 atm el cual consume

160g de gasolina C7H16 en 5 minuto, con un calor de combustin de 1250 Kcal/mol, con coeficiente de compresin de 12. Determinar a) Las condiciones de presin y temperatura en cada punto del ciclo b) Trabajo neto, QH, QL y c) Presin media efectiva y potencia en Hp

5. Una mquina que cumple el ciclo Rankine y trabaja con vapor de agua sobrecalentado que sale del caldero a una

presin 425C de 7,5 MPa. este vapor sale de la turbina a 95C. Calcular: e) Las condiciones de presin y temperatura en cada punto del ciclo f) Trabajo neto, Hp, QH, QL y

6. Considere un ciclo de recalentamiento, el vapor entra a 316C y 3 MPa en la turbina se expande hasta bajar la presin

de 550 KPa, luego se realiza un recalentamiento hasta 316C y nuevamente ingresa a la turbina saliendo a 35 KPa. Determinar: a) Trabajo neto, QH, QL y b) El rendimiento trmico

7. Una mquina que cumple el ciclo de Diesel tiene las siguientes condiciones inicial de 30C y 1,5 atm el cual consume

460g de gasolina C12H26 en 15 minuto, con un calor de combustin de 1550 Kcal/mol, con coeficiente de compresin de 15. Determinar a) Las condiciones de presin y temperatura en cada punto del ciclo b) Trabajo neto, QH, QL y c) Presin media efectiva y potencia en Hp

8. Una mquina trmica que cumple el ciclo de Carnot y trabaja entre 30C y 525C, consume 350g de CH4 por minuto, la

entalpia de combustin es de -212,8 Kcal/mol del metano. Calcule: a) El QH, QL y la b) Trabajo neto y la potencia en Hp

9. Una maquina frigorfica que trabaja con estndar de aire cumple el ciclo inverso de Brayton, el aire entra en el

compresor a 225 Kpa y 40C despus sale del mismo a 850Kpa, el aire entra al expansor a 27C. Calcular: a) Las propiedades de P y T en cada punto del ciclo, c) El QH, QL y

10. Una maquina trmica que trabaja con estndar de aire y cumple con el ciclo de Diesel, el motor consume 195g de

diesel por Kg de aire por minuto, el calor de combustin es de 750 KJ/mol ( C18H38), la relacin de compresin es de 14. Las condiciones inciales son 27C y 150 KPa. Determinar:

a) Las propiedades de P y T an cada punto del ciclo, graficar el ciclo en P vs V b) El QH, QL, Wneto y la eficiencia trmica

11. Una mquina trmica cumple con el ciclo de Rankine, el vapor sale del caldero a 6Mpa y 450C el cual entra a una

turbina de alta presin, luego el vapor que sale a 400Kpa es recalentado en un intercambiador de calor hasta 450C y nuevamente entra a otra turbina de baja presin, saliendo de esta a 75Kpa. Calcular:

a) Las propiedades termodinmicas en cada punto b) El QH, QL y la

12. Una maquina trmica que trabaja con estndar de aire y cumple con el ciclo de Otto, el motor consume 75g de

gasolina por Kg de aire por minuto, el calor de combustin es de 450 KJ/mol ( C7H16), la relacin de compresin es de 14. Las condiciones inciales son 27C y 150 KPa. Determinar:

c) Las propiedades de P y T an cada punto del ciclo, graficar el ciclo en P vs V d) El QH, QL, Wneto y la eficiencia trmica

13. Una mquina que cumple el ciclo de Diesel tiene un coeficiente de compresin de 15 y sus condiciones inicial son 17C y 101,25 Kpa el cual consume 18250 KJ por kilogramo de aire. Determinar a) Las condiciones de presin y temperatura en cada punto del ciclo b) Trabajo neto, QH, QL y c) Presin media efectiva

14. En un ciclo de Brayton de aire normal, el aire entra en el compresor a 1,25 atm y 27C, la presin de salida del

compresor es de 650 KPa y la temperatura a la salida del radiador es de 320 K. Calcular: a) Las condiciones de presin y temperatura en cada punto del ciclo b) Trabajo neto, QH, QL y

15. Una maquina trmica trabaja con aire y cumple el ciclo de Brayton y se le adiciona calor 550 KJ/Kg de aire, inicialmente se encuentra a 150 KPa y 20C, la presin de salida del compresor es de 15 atm. Calcular: a) Las condiciones de presin y temperatura en cada punto del ciclo b) Trabajo neto, QH, QL y

16. Una mquina trmica que cumple el ciclo de Carnot tiene las siguientes temperaturas de 12C y 555C, consume 260g de metano CH4 por minuto, por la combustin el metano entrega 212,8 Kcal/mol. Determine: a) Las condiciones de presin y temperatura en cada punto del ciclo b) Trabajo neto, QH, QL y

17. Considere un ciclo de refrigeracin que utiliza fren -12 como sustancia de trabajo. La temperatura de trabajo en el refrigerador es de -17,8C y el condensador es de 38C. El refrigerador cumple el ciclo inverso de Rankine. Determinar: a) Las condiciones de presin y temperatura en cada punto del ciclo b) Trabajo neto, QH, QL c) El coeficiente de trabajo

18. Una mquina de refrigeracin trabaja con aire normal y cumple el ciclo invertido de Brayton, el aire enta al compresor

a 101,325 KPa y -15,5C y sale a 558 Kpa, el aire entra al expansor a 15,8C. Calcular:

a) Las condiciones de presin y temperatura en cada punto del ciclo b) Trabajo neto, QH, QL c) El coeficiente de trabajo

19. Un refrigerador que cumple el ciclo inverso de Rankine trabaja con amoniaco a -23C en el refrigerador y el

condensador est a 42C. Determinar: a) Las condiciones de presin y temperatura en cada punto del ciclo b) Trabajo neto, QH, QL c) El coeficiente de trabajo