Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CICLOS DE POTENCIA DE GAS
tanto pueden incluir irreversibilidades externas al sistema. Un análisis según la
segunda ley de estos ciclos revelará dónde suceden las irreversibilidades más
grandes y dónde inician las mejoras.
Las relaciones para la exergía y la destrucción de exergía tanto para sistemas
cerrados como para sistemas de flujo estacionario se trataron en el capítulo 8.
La destrucción de exergía para un proceso de un sistema cerrado se expresa
como
X destr T 0 S gen T 0 1¢ S sis S entrada S salida 2
T 0 c1S 2 S 1 2 sis Q entrada
Q salida
d 1kJ 2 (9-30)
T b ,entrada T b ,salida
donde T b,entrada y T b,salida son las temperaturas de la frontera del sistema a través
de la cual el calor es transferido hacia y desde el sistema, respectivamente.
Una relación similar para sistemas de flujo estacionario puede expresarse en la
forma de tasa, como
#
X destr T 0 S
# ge n T 0 1S
# salida S
# #
# # Q entrada
entrada 2 T 0 a asalida
m s a m s Q
#
salida
b 1kW 2
entrada T b ,entrada T b ,salida
X destr T 0 s gen T 0 a s s s e q entrada
q salida
b 1kJ >kg 2 (9-32)
T b ,entrada T b ,salida
donde los subíndices e y s denotan los estados de entrada y de salida, respectivamente.
La destrucción de exergía de un ciclo es la suma de la destrucción de exergía
de los procesos que componen ese ciclo. La destrucción de exergía de un ciclo
también puede determinarse sin seguir los procesos individuales considerando
el ciclo completo como un solo proceso y usando una de las relaciones anteriores.
La entropía es una propiedad y su valor depende únicamente del estado.
Para un ciclo, reversible o real, los estados inicial y final son idénticos, por lo
que s s s e . Por lo tanto, la destrucción de exergía de un ciclo depende de la
magnitud de la transferencia de calor debido a los depósitos de alta y baja temperatura
involucrados y de sus temperaturas. Puede expresarse por unidad de
masa como
q salida q entrada
x destr T 0 a a
T a b 1kJ>kg2
(9-33)
b,salida T b,entrada
Para un ciclo que sólo implica transferencia de calor en una fuente a T H y un
sumidero a T L , la destrucción de exergía es
x destr T 0 a q salida
T L
q entrada
T H
b 1kJ >kg 2
(9-31)
o, por unidad de masa para un dispositivo de flujo estacionario de una entrada
y una salida, como
(9-34)
La exergía de un sistema cerrado f y una corriente de fluido c en cualquier
estado puede determinarse a partir de
V 2
u u 0 T 0 s s 0 P 0 v v 0 gz kJkg
2
y
V 2
h h 0 T 0 s s 0 gz kJkg
2
donde el subíndice “0” denota el estado de los alrededores.
(9-35)
(9-36)