Trabajo y Potencia - IqTMA-UVa

Termodinámica Aplicada Problemas Tema 8a la Ingeniería QuímicaTrabajo y Potencia8.7. Para el ciclo regenerativo mostrado en la figura adjunta, determinar: el rendimientotérmico, el flujo másico de vapor de agua y el cociente entre el calor cedido y el calorsuministrado. Despreciar en los cálculos el trabajo de la bomba.Solución: = 44.8%; m AGUA = 15.6 kg/s ; Q COND /Q CALD = 0.5528.8. La turbina de un ciclo de Rankine que funciona entre 4 MPa y 10 kPa tiene unrendimiento del 84%. Si el vapor de agua se recalienta a 400 kPa hasta 400ºC,determínese el rendimiento del ciclo. La temperatura máxima es 600ºC. Calcúlesetambién el flujo másico de agua de refrigeración del condensador siésta experimenta unincremento de 10ºC al pasar por el condensador, siendo el flujo másico de vapor deagua del ciclo 10 kg/s.Solución: = 33.9%; m AGUA = 583 kg/s8.9. Un motor de ignición forzada que sigue un ciclo de Otto tiene una relación decompresión de 10 mientras funciona con una temperatura mínima de 200ºC y unapresión mínima de 200 kPa. Si el trabajo que debe proporcionar es 1000 kJ/kg,calcúlese el rendimiento térmico máximo posible y compárese con el de un ciclo deCarnot.Solución: Otto = 60.2%; Carnot = 86.5%8.10. Un ciclo de diesel con una relación de compresión de 18 funciona con aire y conuna presión de baja de 200 kPa y una temperatura de baja de 200ºC. Si el trabajoproducido es 1000 kJ/kg, determínese el rendimiento térmico. Compárese el resultadocon el rendimiento de un ciclo de Otto funcionando con la misma presión máxima.Solución: Diesel = 62.9%; Otto = 58.1%8.11. Una planta de potencia con turbina de gas produce 800 kW de potenciacomprimiendo aire ambiente a 20ºC hasta 800 kPa. Si la temperatura máxima es 800ºC,calcúlese el flujo mínimo de aire.Si la eficacia indicada de la turbina es 85% y la eficacia isoentrópica del compresor80%, calcúlese el flujo másico de aire necesario y el rendimiento del ciclo.Solución: 3.29 kg/s; 7.18 kg/s; 23.1%8.12. A un ciclo ideal se le suministra aire a 90 kPa y 15ºC. si la relación de compresiónes 10 y se suministra un calor de 300 kJ/kg, calcúlese el rendimiento y la temperaturamáxima para (a) un ciclo Stirling (b) una ciclo Ericson.Solución: (a) 36.6 %; 454 K (b) 76.7% ; 1240 K