Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 5
Émbolo
potencia total de flujo, en hp, que requiere esta unidad, y el
trabajo de flujo, en Btu/lbm, para ambos flujos de aire y agua.
Cilindro
Agua
20 psia, 50 °F
0.5 lbm/s
Válvula
Línea de suministro
Aire
20 psia, 200 °F
100 pies 3 /min
FIGURA P5-142
5-143 Repita el problema 5-142 con la línea de suministro
de aire a 2 000 kPa y 327 °C.
Problemas de repaso
5-144 Entra dióxido de carbono gaseoso a una válvula
estranguladora a 5 MPa y 100 °C, y sale a 100 kPa. Determine
el cambio de temperatura durante este proceso si se supone a)
que el CO 2 es un gas ideal y b) si se supone que es un gas
real. Las propiedades de gas real del CO 2 se pueden obtener
del EES.
CO 2
5 MPa
100 °C
FIGURA P5-144
100 kPa
5-145 Entra helio uniformemente a un tubo, con un flujo
másico de 8 kg/s, a 427 °C y 100 kPa, y sale del tubo a 27 °C.
La presión durante el proceso es constante a 100 kPa. a) Determine
la transferencia térmica para el proceso, en kW. b)
Determine el flujo volumétrico del helio a la salida del tubo,
en m 3 /s.
5-146 Se bombea agua subterránea a un estanque de 6 m
9 m de sección transversal, y simultáneamente se descarga el
agua del estanque pasando por un orificio de 7 cm de diámetro,
a una velocidad promedio constante de 4 m/s. Si el nivel
del agua en el estanque sube con una rapidez de 2.5 cm/min,
determine la tasa a la que entra el agua al estanque, en m 3 /s.
5-147 A una tobera que tiene relación de áreas de entrada
a salida de 2:1, entra aire con 4.18 kg/m 3 de densidad y una
velocidad de 120 m/s, y sale con 380 m/s. Determine la densidad
del aire a la salida. Respuesta: 2.64 kg/m 3
5-148E En un intercambiador de calor se usa aire caliente
para calentar agua fría. A este intercambiador entra aire a 20
psia y 200 °F, con un flujo de 100 pies 3 /min, y sale a 17 psia
y 100 °F. El agua entra a esta unidad a 20 psia y 50 °F, con
un flujo de 0.5 lbm/s, y sale a 17 psia y 90 °F. Determine la
FIGURA P5-148E
5-149 En un compresor de aire se procesan 15 L/s de aire a
120 kPa y 20 °C, hasta 800 kPa y 300 °C, consumiendo 6.2
kW de potencia. ¿Cuánta de esa potencia se usa para aumentar
la presión del aire, comparada con la potencia necesaria
para hacer pasar al fluido por el compresor?
Respuestas: 4.48 kW, 1.72 kW
5-150 Una turbina de vapor trabaja con vapor de agua a 1.6
MPa y 350 °C en su entrada, y vapor saturado a 30 °C en su
salida. El flujo másico del vapor es 16 kg/s y la turbina produce
9 000 kW de potencia. Determine la rapidez con que se
pierde calor a través de la carcasa de esa turbina.
1.6 MPa
350 °C
16 kg/s
Turbina
30 °C
Vap. sat.
Calor
FIGURA P5-150
5-151E Por un tubo largo, de diámetro constante y adiabático,
pasa gas de nitrógeno. Entra a 100 psia y 120 °F, y sale
a 50 psia y 70 °F. Calcule la velocidad del nitrógeno en la
entrada y salida del tubo.