Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 7
P, kPa
Compresor
de aire
P 1 = 100 kPa
T 1 = 300 K
P 2 = 900 kPa
w comp
900
100
Dos etapas
Isotérmico
Isentrópico (k = 1.4)
Politrópico (n = 1.3)
1
v
FIGURA 7-47
Esquema y diagrama P-v para el ejemplo
7-13.
Suposiciones 1 Existen condiciones de operación estacionaria. 2 En las condiciones
especificadas, puede tratarse el aire como un gas ideal. 3 Los cambios
en las energías cinética y potencial son insignificantes.
Análisis Se considera al compresor como el sistema, el cual es un volumen
de control porque la masa cruza las fronteras del sistema. En la figura 7-47
se ofrece un esquema del sistema, así como un diagrama T-s para el proceso.
El trabajo de compresión de flujo estacionario para estos cuatro casos se
determina usando las relaciones desarrolladas anteriormente en esta sección:
a) La compresión isentrópica con k 1.4:
w comp,ent kRT 1k 12>k
1
k 1 caP 2
b 1 d
P 1
11.4 2 10.287 kJ >kg # K 2 1300 K 2
1.4 1
263.2 kJ/kg
b) La compresión politrópica con n 1.3:
w comp,ent nR T 1n 12>n
1
n 1 caP 2
b 1 d
P 1
11.3 2 10.287 kJ >kg # K 2 1300 K 2
1.3 1
246.4 kJ/kg
c) La compresión isotérmica:
P 2
w comp,ent RT ln 10.287 kJ >kg #
900 kP a
K 21300 K 2 ln
P 1 100 kP a
189.2 kJ/kg
11. 4 12>1. 4
900 kP a
ca 100 kP a b 1 d
11. 3 12>1. 3
900 kP a
ca 100 kP a b 1 d
d) La compresión ideal en dos etapas con interenfriamiento (n 1.3): en
este caso, la relación de presión por cada etapa es la misma y su valor es
P x 1P 1 P 2 2 1>2 31100 kPa21900 kPa24 1>2 300 kPa