Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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CAPÍTULO 10
Aná li sis Los dia gra mas T-s del ci clo pa ra los tres ca sos se pre sen tan en la
fi gu ra 10-10.
a) Ésta es la central eléctrica de vapor analizada en el ejemplo 10-1, excepto
que la presión del condensador se ha reducido a 10 kPa. La eficiencia térmica
se determina de manera similar:
Estado 1:
Estado 2:
P 1 10 kP a
Líquido saturado f h 1 h f a 10 kPa 191.81 kJ >kg
v 1 v f a 10 kPa 0.00101 m 3 >kg
P 2 3 MPa
s 2 s 1
1 kJ
w bomba,entrada v 1 1P 2 P 1 2 10.00101 m 3 >kg 2313 000 102 kPa 4a
1 kP a # b m
3
3.02 kJ >kg
h 2 h 1 w bomba,entrada 1191.81 3.02 2 kJ >kg 194.83 kJ >kg
Estado 3:
Estado 4:
P 3 3 MP a
T 3 350 °C f h 3 3 116.1 kJ >kg
s 3 6.7450 kJ >kg # K
P 4 10 kP a 1mezcla saturada 2
s 4 s 3
x 4 s 4 s f 6.7450 0.6492
0.8128
s fg 7.4996
Por lo tanto,
h 4 h f x 4 h fg 191.81 0.8128 12 392.12 2 136.1 kJ >kg
q entrada h 3 h 2 13 116.1 194.832 kJ >kg 2 921.3 kJ >kg
q salida h 4 h 1 12 136.1 191.812 kJ >kg 1 944.3 kJ >kg
y
h tér 1 q salida 1 944.3 kJ >kg
1 0.334 o 33.4%
q entrada 2 921.3 kJ >kg
En consecuencia, la eficiencia térmica aumenta de 26.0 a 33.4 por ciento
como resultado de disminuir la presión del condensador de 75 a 10 kPa. Sin
embargo, al mismo tiempo la calidad del vapor disminuye de 88.6 a 81.3 por
ciento (en otras palabras, el contenido de humedad aumenta de 11.4 a 18.7
por ciento).
b) Los estados 1 y 2 permanecen iguales en este caso, mientras las entalpías
en el estado 3 (3 MPa y 600 °C) y en el estado 4 (10 kPa y s 4 s 3 ) se determinan
como
De modo que,
h 3 3 682.8 kJ >kg
h 4 2 380.3 kJ >kg 1x 4 0.915 2
y
q entrada h 3 h 2 3 682.8 194.83 3 488.0 kJ >kg
q salida h 4 h 1 2 380.3 191.81 2 188.5 kJ >kg
h tér 1 q salida 2 188.5 kJ >kg
1 0.373 o 37.3%
q entrada 3 488.0 kJ >kg