Examen Parcial 06-02-13
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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Examen Parcial de Termodinámica 1. Determine el volumen específico del vapor de agua a 10MPa y 400ºC, usando: a. Las tablas de vapor. b. La ecuación de Van der Waals 2. Aire desarrolla un ciclo de tres procesos: Proceso 1-2: expansión a presión constante. Proceso 2-3: volumen constante. Proceso 3-1: compresión a temperatura constante. Datos: T 1 = 100ªC, T 2 = 600ªC y P 1 = 200kPa. Se pide: a. Dibujar los procesos en el diagrama P-V. b. Determinar el trabajo neto desarrollado para 2 kg de aire. 3. Un compresor de aire adiabático está siendo accionado por una turbina de vapor adiabática directamente acoplada, que además está impulsando un generador. Vapor ingresa a la turbina a 8MPa y 500°C con un flujo de 25kg/s y sale a 10kPa y una calidad de 0.92. Aire ingresa al compresor a 98kPa y 300°K con un flujo de 10kg/s y sale a 1MPa y 620°K. Asumiendo que el aire se comporta como un gas ideal, determine: a. La cantidad de trabajo entregado al compresor. b. La potencia neta entregada por la turbina al generador. 4. Aire caliente está contenido en un dispositivo pistón-cilindro, orientado horizontalmente tal como se muestra en la figura. El aire se enfría lentamente desde un volumen inicial de 0.003 m 3 hasta un volumen final de 0.002 m 3 . Durante el proceso, el resorte ejerce una fuerza que varía linealmente con la posición desde un valor inicial de 900 N hasta un valor final de 0 N. La presión atmosférica es de 100 kPa y el área de la cara del pistón es 0.018 m 2 . La fricción ente el pistón y las paredes del cilindro pueden despreciarse. Para el aire determine: a. La presión inicial y final. b. El trabajo desarrollado. Compreso r de Turbina de vapor
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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICAExamen Parcial de Termodinmica1. Determine el volumen especfico del vapor de agua a 10MPa y 400C, usando:a. Las tablas de vapor.b. La ecuacin de Van der Waals 2. Aire desarrolla un ciclo de tres procesos: Proceso 1-2: expansin a presin constante.Proceso 2-3: volumen constante.Proceso 3-1: compresin a temperatura constante.Datos:T1 = 100C, T2 = 600C y P1 = 200kPa.Se pide:a. Dibujar los procesos en el diagrama P-V.b. Determinar el trabajo neto desarrollado para 2 kg de aire.
3. Un compresor de aire adiabtico est siendo accionado por una turbina de vapor adiabtica directamente acoplada, que adems est impulsando un generador. Vapor ingresa a la turbina a 8MPa y 500C con un flujo de 25kg/s y sale a 10kPa y una calidad de 0.92. Aire ingresa al compresor a 98kPa y 300K con un flujo de 10kg/s y sale a 1MPa y 620K. Asumiendo que el aire se comporta como un gas ideal, determine:a. La cantidad de trabajo entregado al compresor.b. La potencia neta entregada por la turbina al generador.
Turbina de vaporCompresor de aire
4. Aire caliente est contenido en un dispositivo pistn-cilindro, orientado horizontalmente tal como se muestra en la figura. El aire se enfra lentamente desde un volumen inicial de 0.003 m3 hasta un volumen final de 0.002 m3. Durante el proceso, el resorte ejerce una fuerza que vara linealmente con la posicin desde un valor inicial de 900 N hasta un valor final de 0 N. La presin atmosfrica es de 100 kPa y el rea de la cara del pistn es 0.018 m2. La friccin ente el pistn y las paredes del cilindro pueden despreciarse. Para el aire determine:a. La presin inicial y final.b. El trabajo desarrollado.
5. Vapor ingresa a una tobera operando a estado estable con P1 = 40 bar, T1 = 400 C y una velocidad de 10 m/s. El vapor fluye a travs de la tobera con transferencia de calor despreciable y variacin insignificante de energa potencial. A la salida P2 = 15 bar y la velocidad es 665 m/s. El flujo msico es 2 kg/s. Determine el rea de salida de la tobera.
