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TEMODINAMICA TECNICA II MEC-2250

PRACTICA Nº 1

Los siguientes problemas deberán ser resueltos por los estudiantes ante cualquier

dificultad en la solución de los problemas propuestos debe solicitar ayuda del auxiliar de

docencia y en último caso debe consultar con el docente de la materia.

PRIMERA PARTE Compresores TERMODINAMICA.- FAIRES

1. Problema 14-3

2. Problema 14-6

3. Problema 14-8

4. Problema 14-11

5. Problema 14 -24

6. En el caso de un compresor de movimiento alternativo y de dos etapas con

enfriamiento intermedio, compruebe que el trabajo será mínimo cuando la presión

entre los cilindros (presión del interenfriador) es 𝑝𝑖= √(𝑝1*𝑝2). En este caso p1 es

la presión de entrada al compresor y p2, la presión de descarga del mismo.

Además, considere que el enfriador intermedio hace que el aire retorne a la

temperatura de entrada a la máquina.

7. Un compresor de aire de dos etapas tiene un interenfriador entre éstas como se

muestra en la figura. El estado en la entrada es de 100 kPa y 290 K, y la presión

final de salida es de 1,6 MPa. Suponga que el interenfriador a presión constante

enfría el aire hasta la temperatura de entrada T3=T1. Se puede demostrar que la

presión optima, 𝑝2= 𝑝1∙𝑝4, para el trabajo total mínimo del compresor. Determine

los trabajos específicos en el compresor y la transferencia de calor en el

interenfriador para la presión óptima p2

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SEGUNDA PARTE Ciclos de Potencia de Gas (Motores de Combustión Interna)

TEXTO YUNUS A CENGEL:

8. Problema 9-38

9. Problema 9-40

10. Problema 9-72

11. Un dispositivo de émbolo-cilindro contiene un gas ideal, y sufre un ciclo de

potencia como sigue: 1-2 Compresión isentrópica desde una temperatura inicial T 1 = 20 °C, con una

relación de compresión r = 5. 2-3 Adición de calor a presión constante.

3-1 Rechazo de calor a volumen constante.

El gas tiene calores específicos constantes con c v = 0.7 kJ/ kg · K, y R = 0.3 kJ/kg ·

K. a) Trace los diagramas P-v y T-s para el ciclo; b) Determine las interacciones de

calor y trabajo para cada proceso, en kJ/kg. c) Determine la eficiencia térmica del

ciclo; d) Obtenga la expresión para la eficiencia térmica del ciclo como función de la

relación de compresión r y la relación de calores específicos k.

12. Un ciclo de aire estándar con calores específicos variables se ejecuta en un sistema

cerrado y está compuesto de los siguientes cuatro procesos:

1-2 adicion de calor a volumen constante a 100 kPa (abs) y25ºC en la cantidad

de 700 kJ/kg

2-3 Adición de calor a presion constante hasta 1778K

3-4 Expansión isentrópica hasta 100 kpa (abs)

4-1 Rechazo de calor a presión constante hasta el estado inicial.

a) Dibuje los diagramas p-v y T-s del ciclo; b) Determine la adición de calor por

unidad de masa c) calcule la eficiencia térmica

13. Un motor de ignición por chispa tiene una relación de compresión de 9, una

eficiencia isentrópica de compresión de 80% y una eficiencia isentrópica de expansión

de 90%. Al principio de la compresión el aire en el cilindro esta 90 kPa (abs) y 15ºC la

temperatura máxima se encuentra por medición que es 1270ºC. Determine el calor

suministrado por unidad de masa, la eficiencia térmica y la presión media efectiva de

este motor cuando se modela con el ciclo Otto. Use calores específicos constantes á

temperatura ambiente.

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14. un ciclo ideal Diesel tiene una temperatura máxima de 2000 ºC_y una relación de

fin de inyección de 1.2. El estado del aire alprincipio de ta compresión es de 95kPa y

15ºC. el ciclo se ejecuta en un motor de 4 tiempos de 8 cilindros, con un diámetro

interior de cilindro de 100 mm y una canera de pistón de 120 mm. El volumen mínimo

confinado en el cilindro es de 5% del volumen maximo del cilindro. Determine la

potencia que produce este motor cuando opera a 1600 rpm. Use catores especíncos

constantes a temperatura ambiente

Bibliografía:

Yunus A. Cengel, Termodinámica, sexta edición, México 2009.

Termodinámica, Faires/Simmang, sexta edición, editorial Hispano Americana S.A.

Fecha de entrega: según cronograma.