7/17/2019 Problemas Tema 2

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1.  Carta dirigida a la E.T.S.I.I.

“Muy señores nuestros:

En nuestros almacenes recibimos unas botellas de hidrógeno (H2) que elsuministrador nos garantiza que se encuentran a 100 bar. La temperatura ambiente

en nuestros almacenes es de 20 ºC. Durante una tarea rutinaria de inspección, uno de

nuestros técnicos comprueba que la presión de las botellas almacenadas está por

debajo del valor garantizado.

Hemos reclamado varias veces al suministrador, pero éste insiste en que nuestra

queja está injustificada puesto que han revisado varias veces que las condiciones de

la línea de llenado son de 100 bar y 20 ºC.

¿Pueden ayudarnos a aclarar esta situación?

Gracias”

DATO: γ=1.4

2. 

Un turbocompresor (ver imagen), conocido coloquialmente como “turbo”, se

emplea en vehículos para aumentar la presión del aire que se introduce en los

cilindros del motor. Está compuesto por una turbina, a través de la cual circulan

los gases de escape del motor, unida mediante un eje rotativo a un compresor,

 por el cual circula el aire con el que se alimenta el motor. De esta forma, el

trabajo obtenido en la turbina coincide exactamente, en valor absoluto, con

el trabajo consumido en el compresor.

Supóngase que los gases de escape entran a la turbina a 1.6 bar y 500 ºC con un

gasto másico de 0.04 kg/s y salen de ella a 1.05 bar. La turbina tiene un

rendimiento isoentrópico unidad.

En el compresor, el aire entra a 77 ºC y 1 bar y sale a 1.5 bar (gasto másico de

aire de 0.04 kg/s).

Determinar:

a) 

La temperatura T 2 a la que salen los gases de la turbina, así como la potencia

que se consigue con ésta. b) 

El rendimiento isoentrópico del compresor.

c) 

Dibujar en el diagrama h- s los procesos que tienen lugar en la turbina y en el

compresor.

Datos: c p=1000 J/kgK, γ = 1.4 (tanto para el aire como para los gases de escape).

Suponer la turbina y el compresor adiabáticos, y despreciar las variaciones de

energía cinética y potencial

7/17/2019 Problemas Tema 2

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Turbina Compresor 

ηs = 1   ηs = ?

W

gas de escapem = 0.04 kg/s

T =500 C p1 1

o=1.6 bar 

gas de escapeT = p2 2=1.05 bar ?

airem = 0.04 kg/s

T =77 C p3 3

o=1 bar 

aireT = p4 4=1.5 bar ?

 

3.  Un avión vuela a 1500 km/h y posee un difusor de rendimiento isoentrópico 0.97

 por el que entra el aire atmosférico. ¿Cuál es la presión a la salida de difusor si la

velocidad del aire en dicha salida se supone despreciable? ¿Cuál es el trabajo

técnico realizado por el difusor? ¿Y la variación de entalpía de remanso? ¿Y la

variación de entropía? Representar el proceso en un diagrama h- s.

Datos: patm = 0.8 bar; T atm = -10 ºC; c p = 1000 J/kgºC

 Nota: La velocidad de entrada del aire al difusor es la misma que la velocidad de

vuelo del avión