5-51 Septima Edicion Juan Tamayo Arguello.docx

5-51. Juan Tamayo Arguello 7a edición Considere una turbina adiabática a la que entra vapor de agua a 10MPa y 500°C, y sale a 10KPa, con 90 porciento de calidad. Despreciando los cambios de energía cinética y potencial, determine el flujo másico necesario para producir 5MW de potencia de salida. T1= 500°C P1= 10MPa

Vapor de agua

P2= 10KPa X2= 0.9

Determinación el flujo másico necesario para producir 5MW de potencia de salida. Ecuación de balance 𝑄𝑒̇ + 𝑊̇𝑒 + ∑ 𝑚̇ 𝑒 (𝐻𝑒 +

𝑢𝑒 2 𝑢𝑠 2 + 𝑔𝑧𝑒 ) = 𝑄𝑠̇ + 𝑊̇ 𝑠 + ∑ 𝑚̇ 𝑠 (𝐻𝑠 + + 𝑔𝑧𝑠 ) 2 2 𝑚̇1 𝐻1 = 𝑊̇2 + 𝑚̇2 𝐻2 𝑊̇𝑠 = −𝑚̇1 𝐻1 + 𝑚̇2 𝐻2 𝑊̇𝑠 = −𝑚̇(𝐻2 − 𝐻1 ) 𝑊̇𝑠 𝑚̇ = − ( ) 𝐻2 − 𝐻1

Determinar H1 T= 500°C

TSAT = 311.00°C

T TSAT

P= 10,000KPa

Vapor sobre calentado (tabla A-6)

H1=3375.1 KJ/Kg

Determinar H2. Mezcla saturada liquido – vapor P2=10KPa

hf =191.81 KJ/Kg

X2= 0.9

h fg=2392.1 KJ/Kg 𝑋=

ℎ − ℎ𝑙 ℎ𝑙𝑣

ℎ2 = ℎ𝑙 + 𝑥ℎ𝑙𝑣

ℎ2 = 191.81

𝐾𝐽⁄ 𝐾𝐽 𝐾𝐽 𝐾𝐺 + (0.9) (2392.1 ⁄𝐾𝑔) = 2344.7 ⁄𝐾𝑔

Sustituyendo la fórmula de balance 𝐾𝐽 𝑊̇𝑠 = 5𝑀𝑊 = 5000 ⁄𝑠

5000

𝐾𝐽⁄ 𝑠

𝑚̇ = − ( ) = 4.8063 𝐾𝐽 𝐾𝐽 2344.7 ⁄𝐾𝑔 − 3375.1 ⁄𝐾𝑔

𝐾𝑔⁄ 𝑆