7/23/2019 Problema 6 - P1
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Problema 6P1
En una turbina se expande vapor de agua. El flujo msico de vapor
es 25000 kg/h, el cual
entra a 6 MPa y 450 C y sale como vapor saturado a 20 kPa. La
potencia generada por laturbina es 4 MW. Suponga que el medio
circundante est a 25 C. Determinar la tasa de
generacin de entropa durante el proceso /kW K .
Hiptesis
1. Flujo estacionario o permanente.2. Propiedades uniformes en
cada seccin donde el fluido cruza la superficie de control.
3. El rea de cada seccin es plana y perpendicular al vector
velocidad del fluido de
trabajo.
4. Una sola entrada y salida.5. Los cambios en las energas
cintica y potencial por unidad de masa se consideran
insignificantes respecto de otros trminos presentes en la
ecuacin de conservacin de
la energa.
Esquema
Solucin
Datos
Magnitud Valor
Flujo msico de vapor vm 25000 /kg h
Presin de entrada a la turbina de vapor 1p 6 MPa
Temperatura de entrada a la turbina de vapor 1T 450 C
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Problema
6P1_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________Material
didctico interno preparado por el Dr. Ing. Rafael Saavedra Garcia
Zabaleta 2
Presin de salida de la turbina de vapor 2p 20 kPa
Potencia generada por la turbina de vapor turbinaW 4 MW
Temperatura del medio circundante 0T 25 C
De las tablas de vapor sobrecalentado, la entalpa y entropa por
unidad de masa a laentrada de la turbina de vapor valdrn:
1 3302.9 /h kJ kg
1 6.7219 /s kJ kg K
De las tablas de mezcla lquido-vapor, la entalpa y entropa por
unidad de masa del vaporsaturado a la presin de 20 kPa, a la salida
de la turbina de vapor valdrn:
2 @20 2608.9 /g kPah h kJ kg
2 @20 7.9073 /g kPas s kJ kg K
Aplicando la ecuacin de conservacin de la energa entre la
entrada y salida de la turbina
de vapor se obtiene:
0 5
0 50 02 2
2 12 1 2 1
2entrada salida entrada salida v
V VQ Q W W m h h g z z
4000 25000 2608.9 / 3302.9 /3600
salidakg hQ kW kJ kg kJ kg h s
819.44salidaQ kW
La entropa generada por unidad de tiempo para un sistema abierto
se define como:
1
nk
gen s s e eksalidas entradas k
QS m s m s
T
0
2 1
0
entrada salidagen v
Q QS m s s
T
819.4425000 7.9073 6.7219
3600 298.15gen
kg h kJ kJ kW S
h s kg K kg K K
10.98 11genkW kW
SK K
