Guía de ejercicios - Facultad de Ingeniería - UBA

Se pide:
Guía de ejercicios
Rev 3 Página 31
76.49 Operaciones de Transferencia de
cantidad de movimiento y energía
Facultad de Ingeniería
UBA
a) Calcular la temperatura T2 cuando P2 = 4 atma.
b) Calcular el volumen V2 cuando se abre la válvula v1.
c) Calcular el volumen V4 cuando se abre la válvula v2.
d) Calcular el rendimiento volumétrico v
e) Calcular la masa de aire aspirado, Va = V1-V4 por ciclo.
f) Si el pistón tiene una velocidad de 400 ciclos por minuto, calcular la masa aspirada y
comprimida en una hora.
g) Calcular el trabajo ideal (condición adiabática sin fricción) realizado por el pistón sobre el gas en
una hora.
h) Dibujar la evolución 1', 2' ,3', 4' considerando que 1'2' y 3'4' son evoluciones politrópicas (PV =
cte) con k = 1,5. ¿Cuál será la nueva temperatura T2'?
i) Discutir las siguientes afirmaciones:
• El área 123AB1 es el trabajo realizado por el pistón en la compresión suponiendo que
sobre la cara derecha del pistón la presión vale 0 atm(a).
• El área 34CA3 es el trabajo comunicado al pistón por el gas encerrado en el espacio
nocivo, al "reexpandirse" desde V3 a V4.
• El área 14CB es el trabajo comunicado al pistón por el aire fresco a presión
atmosférica que entra por la válvula de admisión.
2. Compresión, temperatura y rendimiento: aire comprimido a 9 atma
a) Repetir los puntos a) hasta g) del problema anterior cuando se comprime aire hasta una presión
de 9 atm absolutas y comparar los resultados obtenidos con el caso anterior.
b) Graficar los resultados obtenidos en un diagrama P-V.
c) ¿En cuanto disminuye el trabajo si se comprime en 2 etapas de relación r = 3 ?
3. Compresión, temperatura y rendimiento: Propano comprimido a 4 atma
a) Discutir los resultados obtenidos en el problema 1 si en lugar de aire se comprime propano (k =
1,11).
b) ¿Cuál será el aumento de temperatura?
c) ¿Cuál será el trabajo realizado por kg de gas comprimido en uno y otro caso?
d) ¿Mejora el rendimiento volumétrico al comprimir propano?
4. Factor z de compresibilidad
Calcular el factor z de compresibilidad en los siguientes casos:
a) Aire a 25 °C y 1 atm, 10 atm , 100 atm.
b) Amoníaco a 50 °C y 1 atm, 10 atm.
c) Metano a 25 °C y 10 atm, 50 atm.
d) Vapor de agua a 1 atm saturado y 10 atm saturado.
e) ¿Puede suponerse comportamiento ideal de estos gases en los cálculos de compresión?