TERMODINAMICA

COLABORATIVO 2

PRESENTADO POR:

MARIA STELLA RAMIREZ ALVAREZ CODIGO: 40 433 749

YENNY PATRICIA ALVAREZ VALENCIA COIGO 63535985

CURSO: 201015 - 163

PRESENTADO A:

CARLOS GERMAN PASTRANA BONILLA

UNIVERSIDAD ABIERTA Y ADISTANCIA UNAD

ECAPMA – ACACIAS

MAYO DE 2015

INTRODUCCION

La termodinámica estudia la transformación de energía en calor, ya sea mecánica, térmica, eléctrica o química.

En el siguiente documento realizaremos el desarrollo correspondiente a la guía de actividades de fase número dos del curso de termodinámica donde realizaremos cálculos termodinámicos, para determinar temperatura, calor requerido, carbón requerido en la combustión y la cantidad de dióxido de carbono generado, relación aire/combustible, trabajo realizado por la bomba, trabajo real realizado por la turbina y cantidad de aire que es comprimida en el compresor.

OBJETIVOS

Realizar los respectivos cálculos termodinámicos sobre algunos de los equipos que se establecen en el proyecto para cogeneración y optimización de energía.

Comprender las características físicas de un proceso termodinámico.

Demostrar las teorías desarrolladas en el módulo del curso ante un proceso real. Explorar los afectos y variables que giran alrededor de un proceso termodinámico

1. Determine la temperatura de la mezcla de corrientes al interior del desaireador, suponga que los cambios en las energías cinética y potencial, así como las pérdidas de calor son insignificantes.

2. Determine la cantidad de calor requerido en la caldera para la formación del vapor asignado a su grupo.

La temperatura de la mezcla al interior del desaireador base del cálculo = 18000 kg/h de vapor según los datos el porcentaje de agua fresca es del 20% y se pierde un 2% de agua desairada.

El agua total que debe entrar al desaireador = (1800kg/h) (10.98

) = 18367.35 kg/h

Agua fresca = (18367.35 kg/h) (0.20) = 3673.47 kg/h

Agua de condensados = (18367.35 kg/h) – (3673.47 kg/h) = 14693.88 kg/h

Balance de calor:

T1= temperatura del condensado a la entrada del desaireador

T2= temperatura de la mezcla a la salida del desaireador

T3 = temperatura del agua fresca a la entrada del desaireador

El calor ganado por el agua fresca debe ser igual al valor cedido por los condensados ya que la información dice que los cambios de energía cinética, potencial y fugas de calor son despreciables para efectos dados que los intervalos de temperatura, son pequeños 38°c y 15°c se puede considerar a Cp constante por tanto calor ganado por el agua fresca.

(3673.47kg/h) (Cp) (T2 –T3)

3. Determine la cantidad de carbón requerido en la combustión y la cantidad de dióxido de carbono generado (recuerde la ecuación estequiometria de la combustión).

Calor cedido por los condensados:

(14693.88kg/h) (CP) (T1-T2); igualmente al ganado por el agua fresca:

(3673.47 kg/h) (T2-T3) = (14693.88 kg/h) (Cp) (T1-T2) simplificando terminos y despejando T2 se tiene:

T2 = 4T 1+T35

remplazando:

T2 = 4 (38 )+15

5 = 33.4°C = temperatura de mezcla

- calor requerido para producir los 18000 kg/h de vapor:

Si el agua ingresa a la caldera a 33.4°c y p= 140PSI (965.04 K Pasc) que es la presión a la que entrega la bomba; esto implica que ingresa como liquido comprimido. De las tablas hL,.

Estas condiciones por interpolación = 140.74 kjoul/kg

El agua se calienta hasta saturación a 150 PSI (10434 k Pasc) ósea a temperatura de saturación

= 181.8°c;

hL = 768.91 KJ/Kg

Luego el calor ganado = (1800 kJ/h) (768.91 kJoulkg

– 140.74 kJoulkg

= 11307060 kJoul/h

4. Determine la relación aire/combustible para la caldera.

Ahora el agua se evapora a 150°c PSI (1034 k Pasc) y 181.3°c de las tablas de vapor

Hrap = 2008.4 KJOULKJ

luego calor de vaporización:

(1800 kg/h) (2008.4 k Joulk J

= 36151200 K Joulh

Calor total para producir los 18000 kg/h de vapor = 11307060 K Joulh

+ 36151200 K Joulh

= 47458260 k KJoul/h

La eficiencia de las calderas es de 0.78.

El Calor generado por combustible (propano) debe ser:

n= c deseadoc admitido

C adm = CUSn

C ad = 47458260kJoul /h=60843923.08

0.78 kJoulh

= 60843923.08

Cantidad de combustible (propano) requerido y la Cantidad de CO2 generado

La ecuación estequiometria es: C3H8+5O2 3CO2 + 4H2O + G

44Kg+160kg 132kg + 72kg

En las tablas la potencia calorífica del propano es 50400 kJoul/kg

5. Determine el trabajo realizado por la bomba teniendo en cuenta que el líquido que es impulsado ingresa a presión atmosférica suponiendo que el equipo se encuentra ubicado en Bogotá.

6. Para el turbocompresor encuentre el trabajo real realizado por la turbina.

7. Encuentre la cantidad de aire que es comprimida en el compresor.

CONCLUSIONES

Se reconocieron las características físicas de los procesos termodinámicos lo que nos permitió identificar según su proceso si este es abierto, cerrado o aislado y también reconocimos el tipo de proceso al que fue sometido.

Comprendimos y analizamos las leyes de la termodinámica que ocupamos día a día en nuestras vidas como los son la conservación de la energía, y la entropía que nos mostró que es un sistema cerrado