Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 2
Entonces la tasa a la cual se suministra energía mecánica del agua hacia la
turbina es
0 ¢E # mecánica,fluido 0 m # 1e mecánica,entrada e mecánica,salida 2 m # 1ep 1 02 m # ep 1
11 500 kg>s210.687 kJ>kg2
1 031 kW
La eficiencia combinada de la turbina-generador y la eficiencia de la turbina
se determinan a partir de sus definiciones
h turbina-gen
W # eléctrica,salida
0 ¢E # mecánica,fluido 0
750 kW
1 031 kW
0.727 o 72.7%
h turbina
W # eléctrica,salida
0 ¢E # mecánica,fluido 0
800 kW
1 031 kW
0.776 o 77.6%
Por lo tanto, el embalse suministra 1 031 kW de energía mecánica hacia la
turbina, donde ésta convierte 800 kW como potencia de flecha que impulsa al
generador, donde se obtienen 750 kW de potencia eléctrica.
Comentario Este problema se puede también resolver tomando el punto 1
como el de entrada a la turbina, y usando la energía de flujo en vez de la energía
potencial. De esta forma se obtiene el mismo resultado, ya que la energía de
flujo a la entrada de la turbina es igual a la energía potencial en la superficie
libre del lago.
60 hp
h = 89.0%
Motor estándar
EJEMPLO 2-17 Ahorros de costo relacionados con motores
de alta eficiencia
60 hp
Un motor eléctrico de 60 hp (es decir, que entrega 60 hp de potencia de
flecha a plena carga) con una eficiencia de 89 por ciento está inservible y
debe ser reemplazado por otro de alta eficiencia: 93.2 por ciento (Fig. 2-63).
El motor opera 3 500 horas al año a plena carga. Tomando el costo unitario
de la electricidad como $0.08/kWh, determine la cantidad de energía y dinero
ahorrado como resultado de instalar el motor de alta eficiencia en lugar del
estándar. También determine el periodo de retorno simple si los precios de
compra de los motores estándar y de alta eficiencia son de $4 520 y $5 160,
respectivamente.
h = 93.2%
Motor de alta eficiencia
FIGURA 2-63
Esquema para el ejemplo 2-17.
Solución Se reemplazará un motor inservible estándar por uno de alta eficiencia
y se determinará la cantidad de energía eléctrica y el dinero ahorrado,
así como el periodo de retorno simple.
Suposiciones El factor de carga del motor permanece constante en 1 (plena
carga) mientras opera.
Análisis La potencia eléctrica que extrae cada motor y su diferencia se expresan
como
W # eléctrica entrada,estándarW # flecha>h estándar 1potencia nominal2 1factor de carga2>h estándar
W # eléctrica entrada,eficienteW # flecha>h eficiente 1potencia nominal2 1factor de carga2>h eficiente
Ahorro de energíaW # eléctrica entrada,estándar W # eléctrica entrada,eficiente
1potencia nominal 21factor de carga2 11>h estándar 1>h eficiente 2