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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL

FACULTAD REGIONAL SANTA CRUZ

TERMODINAMICATECNICA

T.P. 2

ANALISIS DE ENERGIA DE SISTEMAS CERRADOS YABIERTOS

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UTN  – FRSC  – TERMODINAMICA 2011 TRABAJO PRACTICO Nº 2 Página 2 de 3

AÑO 2011

UTN FRSC. 

TERMODINAMICAPROFESOR: ING. MARTIN GOICOECHEA.J.T.P.: ING. MIGUEL DI MEGLIO.

9 de junio de 2011.

TRABAJO PRÁCTICO N°2

ANALISIS DE ENERGIA DE SISTEMAS CERRADOS y ABIERTOS

Ejercicio N°1.

En el recinto rígido A de paredes adiabáticas y cuyo volumen es Va= 1m3

hay O2 a una

presión p a = 10 bar y una temperatura ta= de 80 ºC. En el cilindro B, también adiabático, hay una masa de2 kg de N2 a una temperatura tb= 30 ºC. El pistón, que cierra el cilindro, es también aislado térmicamente ypuede moverse sin rozamiento, manteniendo en el interior del cilindro una presión de 5 bar.

Se abre la válvula comunicándose A con B, y simultáneamente se entrega trabajo a locontenido en A mediante un eje que acciona una rueda de paletas. El proceso termina cuando se alcanzael equilibrio termodinámico en A y B, habiéndose entregado a la rueda de paletas un trabajo de 30 kJ.

Determinar la temperatura final de la mezcla de gases resultante.

Ejercicio N°2.

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UTN  – FRSC  – TERMODINAMICA 2011 TRABAJO PRACTICO Nº 2 Página 3 de 3

El esquema de la figura representa un sistema de calefacción utilizado para calentar el airede un recinto. En dicha aplicación se necesitan 10.000 m3/h de aire a 28ºC y 1 bar a la salida del aire delfan  – coil (safc). Los datos disponibles de la instalación son los siguientes:

Calcular:1. El gasto másico de aire que circula por el fancoil.2. La potencia térmica que es necesario suministrar al aire en el fancoil.3. Gasto másico de agua que circula por la instalación.4. Suponiendo despreciables las pérdidas de presión en los conductos de conexión, y que la

disminución de presión al pasar el agua por la caldera es de 0,5 bar, calcule la potencia quees necesario suministrar a la bomba, suponiéndola ideal (reversible y adiabática).

5. Suponiendo que no hay pérdidas de calor a través de las tuberías, determine la potenciatérmica que deberá de suministrarse al agua en la caldera.

6. Determine la potencia térmica que hay que suministrar a la caldera, sabiendo que el gastomásico de aire que circula por la misma es mac= 0,017 kg/s.

7. Sabiendo que el combustible utilizado tiene un poder calorífico Lc = 44 MJ/kg, determine elconsumo de combustible de la caldera.

8. Si la masa de agua contenida en la instalación es de 150 kg, determine el tamaño del vaso deexpansión (Vv), cuyo propósito es dar cabida al incremento de volumen producido en ellíquido cuando se calienta desde la temperatura de llenado (15ºC) hasta la temperatura mediade operación, que se estima de 55ºC.

Ejercicio N°3.

Por una tubería circula vapor de agua a una presión de 1 MPa y a una temperatura de 300ºC. Un recipiente vacío está conectado a la tubería a través de una válvula. Al abrir la válvula, el vaporllena de inmediato el recipiente hasta que la presión se iguala con la de la tubería. El proceso de llenado esadiabático y las energías cinéticas y potenciales del vapor son despreciables. Determine la temperaturaque alcanza el vapor en el recipiente al finalizar el proceso.