Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 17
Análisis Se designan los estados de entrada, de la garganta y de la salida
con un 1, t y 2, respectivamente, según se muestra en la figura 17-62.
a) Puesto que la velocidad de entrada es insignificante, los estados de estancamiento
y estático a la entrada son idénticos. La razón de la presión a la
salida sobre la presión de estancamiento a la entrada es
Ésta resulta mucho más pequeña que la relación crítica de presión, la cual es
P*/P 01 0.546 porque el vapor de agua está sobrecalentado en la entrada de
la tobera. En consecuencia, el flujo seguramente es supersónico a la salida.
Entonces, la velocidad en la garganta es la velocidad sónica y la presión en la
garganta es
P t 0.546P 01 10.5462 12 MPa2 1.09 MPa
A la entrada,
Asimismo, en la garganta,
Después, la velocidad en la garganta se determina por medio de la ecuación
17-3 como
V t 22 1h 01 h t 2
P 2
P 01
300 kPa
2 000 kPa
0.15
P 1 P 01 2 MPa
T 1 T 01 400 °C f h 1 h 01 3 248.4 kJ >kg
s 1 s t s 2 s 7.1292 kJ >kg # K
P t 1.09 MPa
s t 7.1292 kJ >kg #
f h t 3 076.8 kJ >kg
K v t 0.24196 m 3 >kg
B 32 13 248.4 3 076.82 kJ/kg4 a1 000 m2 >s 2
b 585.8 m/s
1 kJ>kg
P 1 = 2 MPa
T 1 = 400 °C
V 1 ≅ 0
Vapor
de agua
h
h N = 93%
Garganta
t
1
2s
2
m · = 2.5 kg/s
FIGURA 17-62
Esquema y diagrama h-s para el
ejemplo 17-16.
P t
P 1 = P 01 = 2 MPa
P 2 = 300 kPa
s
El área de flujo en la garganta se determina a partir de la relación del flujo
másico:
m # v t 12.5 kg/s210.2420 m 3 /kg2
A t
V t
585.8 m/s
En el estado 2s,
La entalpía del vapor en el estado de salida real es (véase Cap. 7)
Por lo tanto,
P 2 s P 2 300 kP a
s 2 s s 1 7.1292 kJ >kg # K
f h 2 s 2 783.6 kJ >kg
h N h 01 h 2
h 01 h 2 s
3 248.4 h 2
0.93
3 248.4 2 783.6
¡ h 2 2 816.1 kJ >kg
P 2 300 kP a
h 2 2 816.1 kJ >kg f v 2 0.67723 m 3 >kg
s 2 7.2019 kJ >kg # K
Entonces, la velocidad de salida y el área de salida son
10.33 10 4 m 2 10.33 cm 2
V 2 22 1h 01 h 2 2
B 32 13 248.4 2 816.12 kJ>kg4 a1 000 m2 >s 2
b 929.8 m>s
1 kJ>kg
A 2
m # v 2
V 2
12.5 kg>s2 10.67723 m 3 >kg2
929.8 m>s
18.21 10 4 m 2 18.21 cm 2