TRABAJO INDIVIDUAL TERMODINÁMICA APLICADA1. Un motor de 4 tiempos tiene las siguientes características. N° de cilindros=4 Diámetro de cilindro= 60mm carrera de pistón= 65 mm Presión media indicada= 9 bar N= 4800 RPM Eficiencia mecánica= 0.92 Hallar: a) Volumen desplazado por cilindro e m3 b) Flujo volumétrico desplazado por el motor m3/s c) Potencia indicada en Kw d) La potencia al eje del motor 2. En el banco de pruebas se ensaya un motor de combustión interna a 3000 RPM haciendo falta la fuerza resistente de 140 N con un brazo de palanca de 0.955 metros para equilibrar el par del motor. Calcular a) La velocidad angular en 1/s b) El par de motor en N-m c) La potencia útil en Kw d) La potencia interna en Kw si la eficiencia mecánica es de 0.85 3. Un motor de 4 tiempos tiene las siguientes características. N° de cilindros=1 Diámetro de cilindro= 56 mm carrera de pistón= 50 mm Presión media indicada= 9.8 bar N= 6000 RPM Eficiencia mecánica= 0.90 Hallar: a) La cilindrada de un cilindro e m3 b) El flujo volumétrico desplazado por el motor m3/s c) Potencia indicada en Kw d) La potencia al eje del motor en Kw 4. Un motor otto de 2 tiempos tiene las siguientes características: 6 cilindros potencia al freno de 30 HP 3000 RPM Relación de compresión 8 cilindrada del motor 2000 cm3 Procesos de compresión y expansión politrópicos con n=1.2 Calor suministrado durante la explosión es de 1000Kj/Kg Consumo de combustible 4 Kg/h El aire de ingreso está a 1 bar y 27°C Hallar: a) El Diagrama PV b) La presión, volumen y temperatura para cada estado c) La potencia del motor en Kw d) El calor evacuado en Kw e) La eficiencia térmica del motor f) La presión media indicada en Kpa g) El rendimiento mecánico 1 5. Una bomba de alimentación de agua de una caldera eleva la presión del agua de 1 bar y 20°C hasta 20 bar, si el flujo másico de agua de alimentación de la caldera es de 15 Kg/se .La eficiencia mecánica de la bomba es de 80%,la eficiencia mecánica del motor eléctrico que mueve la bomba es del 95% y la eficiencia adiabática de la bomba es de 85%, hallar: a. La potencia que se entrega al agua de alimentación de la caldera b. La potencia del eje de la bomba. c. La potencia eléctrica del motor d. La eficiencia del conjunto bomba-motor eléctrico 6. Una turbina de una central térmica tiene una eficiencia adiabática del 85% y una eficiencia mecánica del 80%, utiliza vapor de agua que ingresa a 3 Mpa y 400 °C saliendo a 50 Kpa. El generador eléctrico que tiene una eficiencia mecánica del 90% produce una potencia eléctrica de 2 MW. ¿Hallar el flujo másico de vapor que pasa por la turbina en Kg/s? G. ELECTRICO 7. Un compresor adiabático se accionará mediante un acoplamiento directo a una turbina de vapor adiabática que también inpulsa a un generador eléctrico. El vapor entra a la turbina a 12.5 Mpa y 500°C a una tasa de 25 kg/s y sale a 10 Kpa. El aire entra al compresor a 98 Kpa y 295°K a una tasa de 10 kg/s y sale a 1 Mpa Determine la potencia neta que la turbina entrega al generador eléctrico 2 8. Una bomba de calor Carnot se usará para calentar una casa y mantenerla a 20°C en invierno. Se estima que la casa pierde calor a una tasa de 82000 Kj/h en un día en el que la temperatura exterior promedio permanece cerca de 2°C. Si la bomba de calor consume 8Kw de potencia mientras está en operación, determine. A. Cuanto tiempo funciona ese día B. Los costos de calefacción totales, suponiendo un precio promedio de 8.5 centavos de dólar por Kwh para la electricidad C. El costo de calefacción para el mismo día si se usa un calentador de resistencia en lugar de bomba de calor 9. Refrigerante R-134a entra a un compresor a 100 kPa y −20 °C, con un flujo de 1.35 m3/min, y sale a 800 kPa y 60 °C. Determine el flujo másico del R-134a, y la entrada de potencia al compresor 10. Agua, inicialmente a 300 kPa y 240 °C, está contenida en un dispositivo cilindro-émbolo provisto de topes. Se deja enfriar el agua a presión constante hasta que adquiere la calidad de vapor saturado, y el cilindro está en reposo en los topes. Luego, el agua sigue enfriándose hasta que la presión es de 100 kPa. Halle los valores de T, P y v para los estados finales del proceso. Encuentre el cambio total en energía interna (∆ 𝑢)entre los estados inicial y final por unidad de masa de agua. Water 300 kPa Q 250C 3 11. A un condensador de una termoeléctrica entra vapor a 20 kPa y 95 por ciento de calidad, con un flujo másico de 20,000 kg/h. Se va a enfriar con agua de un río cercano, el cual entra por los tubos ubicados en el interior del condensador a 20°C y sale de este a 30°C. Si el vapor debe salir del condensador como líquido saturado a 20 kPa, determine el flujo másico del agua de enfriamiento requerido. 4