Problemas De Vapor Y Gases

Guía de ejercicios de título del gases, cambios de fase, mezcla de gases y combustión. Profesor: Germán Mendoza Sepúlveda. Título del vapor y cambio de fase 1.-El líquido que posee un vapor húmedo tiene una entalpía de 131,56 Kcal/Kg. El vapor húmedo se mezcla con 1350 grs. de agua, que están en un calorímetro de mezcla, donde la masa final es de 1500 grs. Se sabe además que los calores aportados por la mezcla y agua líquida del calorímetro son 97,5 Kcal. y 20,25 Kcal. Respectivamente. Determine: a.- La temperatura final de la mezcla e inicial del agua líquida. b.- La presión manométrica c.- El título del vapor. 2.- Para el diagrama Temperatura v/s Entropía del agua determine: a) Entalpía, Entropía, Título y humedad; si el volumen específico es 0,3 m³/Kg y la temperatura de 127 ºC. b) Presión, volumen específico, humedad y Entropía; si la temperatura es 490 ºK y la entalpía es 2900 KJ/Kg. 3.- Un calorímetro de mezcla (1495 grs) contiene agua y ambos pesan 2705 grs. Luego se le inyecta vapor húmedo y el peso final es de 2785 grs. El calor liberado en el calorímetro por el agua líquida (inicial) es de 21,78 Kcal y el de la mezcla es de 69,6 Kcal. Si el vapor que sale de la caldera esta a 1,6 Kg/cm² La presión atmosférica es la normal. Determine el título del vapor húmedo y las temperaturas final e inicial del agua en el calorímetro.. Mezcla de gases 4.- El análisis gravimètrico de una mezcla de gases es el siguiente: GCO2 = 0,13; GCO = 0,02; GO2 = 0,06; GN2 = 0,63; GH2O = 0,16. Si la masa de la mezcla es 3500 Kg. Determine: • La fracción volumétrica de cada gas • La densidad de la mezcla si la temperatura es 21 ºC y la presión atmosférica normal. • El calor específico a volumen constante de la mezcla. • La presión parcial de cada gas componente. 5.- Una mezcla de dos gases O2 y N2 ocupa un volumen dado a 0,2069 Mpa y 366,3 ºK. Si la presión parcial del oxígeno es el doble que la del nitrógeno. Hállese: a.- Los análisis gravimétricos y volumétricos. b.- La densidad y la constante particular de la mezcla. c.- La presión y temperatura final si se absorben 186 KJ/Kg sin que haya cambiado el volumen. 6.- 0,22 Kg/s de gases de combustión a 723 ºK salen por el escape de un motor de combustión interna enfriándose en el ambiente que se encuentra a 288 ºK. El análisis Orsat de los gases arrojó el siguiente resultado. CO2 = 14%; O2 = 2%; CO = 0%; N2 = 84% Determinar:

a.- El flujo másico de cada gas b.- La densidad y la constante particular de la mezcla. (Pm = 0,2 MPa absoluto) c.- La pérdida de calor 7.- El análisis volumétrico de una mezcla de gases es el siguiente: XCO2 = 0,106; XCO = 0,015; XO2 = 0,042; XN2 = 0,837. Determine: • La fracción gravimètrica de cada gas • La densidad de la mezcla si la temperatura es 90 ºC y presión 0,15 MPa. • La presión parcial de cada gas componente. Combustión 8.- 360 Kg de de C12,8 H26,6 se queman completamente. Si la combustión real se realiza con 15% de exceso de aire atmosférico. Determine la relación aire-combustible real y el análisis gravimètrico de los gases secos productos de la combustión, si existen 2 Kmoles de CO en los productos. 9.- Realice la combustión de 2 Kmol de un hidrocarburo, cuya relación de átomos de hidrógeno con respecto a los de carbono es 2,25, con aire atmosférico. Si la cantidad de agua liberada en la combustión es 324 Kg. Determine la fracción gravimètrica de los gases secos producto de la combustión real, razón aire combustible real e ideal, cuando la combustión se realiza con un 10% de déficit de aire y 3,5 Kmoles de monóxido de carbono. 10.- 174 Kg de Butano se mezclan con 2746 Kg de aire atmosférico, de los cuales 80 Kg aparecen como oxigeno libre en los productos de la combustión. Determine la fracción gravimètrica de los productos secos de la combustión y el porcentaje de exceso o déficit de aire. 11.- Realice la combustión de 1,5 Kmol de C6 H11 con aire atmosférico, obtenga la relación aire-combustible real e ideal, si la combustión se realiza con 10% de déficit de aire. Se sabe que la cantidad de monóxido de carbono obtenido en la combustión son 3,5 Kmoles. Determine además la cantidad de agua producida como producto de la combustión.