Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 17
El valor máximo de la temperatura de estancamiento T* 0 ocurre en Ma 1 y
su valor puede determinarse a partir de la tabla A-34 o de la ecuación 17-65.
Para Ma 1 0.1702, se puede leer el valor de T 0 /T* 0 0.1291. Por ende,
T 01
T * 0
0.1291 553.2 K
0.1291 4 285 K
A partir de la tabla A-34, la razón de la temperatura de estancamiento en el
estado de salida sobre la temperatura de estancamiento correspondiente al
número de Ma 1 y el número de Mach correspondiente son:
T 02
1 598 K
T * 0 4 285 K 0.3729 S Ma 2 0.3142
Las relaciones de flujo de Rayleigh correspondientes a los números de Mach a
la entrada y a la salida son (tabla A-34):
Ma 1 0.1702: T 1
T* 0.1541 P 1
P* 2.3065 V 1
V* 0.0668
Ma 2 0.3142: T 2
T* 0.4389 P 2
P* 2.1086 V 2
V* 0.2082
Después se determinan la temperatura, la presión y la velocidad de salida como
T 2
T 2 >T *
T 1 T 1 >T * 0.4389
0.1541 2.848 S T 2 2.848 T 1 2.848 1550 K 2 1 566 K
P 2
P 1
P 2 / P *
P 1 / P * 2.1086
2.3065 0.9142 S P 2 0.9142 P 1 0.9142 1480 kPa 2 439 kPa
V 2
V 2 >V *
V 1 V 1 >V * 0.2082
0.0668 3.117 S V 2 3.117 V 1 3.117 180 m >s 2 249 m/s
Comentario Observe que, como se esperaba, la temperatura y la velocidad
aumentan mientras que la presión disminuye durante este flujo subsónico de
Rayleigh con calentamiento. Este problema también puede resolverse utilizando
las relaciones apropiadas en lugar de valores tabulados, los cuales, de forma
similar, pueden codificarse a fin de obtener soluciones convenientes por medio
de la computadora.
17-7 ■ TOBERAS DE VAPOR DE AGUA
En el capítulo 3 se vio que el comportamiento del vapor de agua a presiones
moderadas o altas se desvía significativamente con respecto al de un gas ideal
y, por consiguiente, la mayor parte de las relaciones que se desarrollaron en
este capítulo no se aplican al flujo de vapor de agua en toberas o pasos de los
álabes que se encuentran en las turbinas de vapor. Dado que las propiedades
del vapor de agua como la entalpía son funciones de la presión así como de la
temperatura, y ya que no existen relaciones simples entre las propiedades, el
análisis preciso del flujo de vapor de agua a través de toberas no resulta algo
sencillo. A menudo se vuelve necesaria la utilización de tablas de vapor, del
diagrama h-s, o de un programa de computadora para efectuar el cálculo de
las propiedades del vapor de agua.
Una complicación adicional en la expansión de vapor de agua en toberas
ocurre si el vapor se expande a la región de saturación, como se ilustra en la
figura 17-61. Conforme el vapor se expande en la tobera, su presión y tem-