Práctica Reservorios
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8/17/2019 Práctica Reservorios
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Maestría en Ingeniería de Gas Natural Universidad Mayor de San SimónProcesos Unitarios Dirección de Posgrado
PRACTICA N° 1
Balances de Masa, Energía y Momentum
1. En un equipo de flujo estacionario entra vapor de agua a 140 bares y 520 ºC con
una velocidad de 80 ms! " la salida# el fluido es un vapor saturado a 2#0 bares# y
el $rea es %00 cm2! &i el gasto m$sico es %00 'gmin# determine
a( El $rea de entrada# en cm2!
b( )a velocidad de salida# en ms!
2. *efrigerante 12 entra en una tobera adiab$tica a 5 bares y %0 ms! " la salida# el
fluido es un vapor saturado a +#2 bares con una velocidad de 200 ms! ,etermine-a( )a temperatura de entrada# en .C!
b( El gasto m$sico# en 'gs# si el $rea de salida es /#0 cm2!
. En una turbina entra vapor de agua a /0 bares y 540 ºC con una velocidad de 100
ms y sale como vapor saturado a 0!/0 bares! El tubo de entrada en la turbina
tiene un di$metro de 0!/0 m# mientras que el di$metro de salida es 4#+ m!
,etermine-
a( El gasto m$sico# en 'g!
b( )a velocidad de salida# en ms!
!. En un volumen de control entran 18!0 'gmin de ogeno diat3mico en flujo
estacionario# con una velocidad de 20!0 ms y a travs de un $rea de 0#0080 m 2!
)a temperatura inicial es 2 ºC! El fluido sale del volumen de control a 50 ms y 1#8
bares a travs de un $rea de 0!00+0 m2! ,etermine-
a( )a presi3n en la entrada# en bares!
b( )a temperatura de salida# en 6!
". Entra vapor de agua en una turbina estacionariamente a 50 ms #10 7a y 550 .C!&ale a 25 'a y %0 9 de calidad! )as $reas de entrada y salidad son 180 cm2 y
4!100 cm2 respectivamente! :na prdida de calor de 50 ';'g ocurre en la turbina!
,eterminar-
a( )a tasa de flujo m$sico# en 'gs!
b( )a velocidad de salida# en ms!
Docente: Dr. Marcos Lujn P!re"
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#. ,eterminar la calidad del vapor que entra a un sistema de estrangulamiento desde
un estado de-
a( 5 bar asta 1!5 bar y 120 . C!
b( 10 bar asta 0# bar y 100 .C!
$. Circula agua en estado de lquido comprimido a travs de una tobera bien aisladaen condiciones de estado estacionario! En la entrada# la presi3n# la temperatura y
la velocidad son 4#0 bares# 15#0 ºC y + ms# respectivamente# y el $rea es 10#0
cm2! El $rea de la salida es 2!50 cm 2 y la temperatura de salida es 15#05 ºC!
&uponga que el agua es incompresible# con un volumen especifico de 1#001 cm + g
y cpcla resultante sale como lquido saturado 5 bares con una
velocidad de 0!/0 ms! El calentador opera con una prdida de calor de 151#%
';min! ,etermine-
a( El gasto m$sico de vapor que entra# en 'gmin!
b( El di$metro del tubo de salida del calentador# en cm!
&. En un intercambiador de calor de tubos y cora>a entra refrigerante 12 con un gasto
m$sico de / 'gmin a 14 bar y 80 .C# y sale a 52 .C como lquido saturado! "guaen estado de lquido saturado entra en el ?nico tubo de 2 cm de di$metro a 12 .C y
sale a 24 .C como vapor saturado! Calcule-
a( )a rapide> de transferencia de calor desde el refrigerante 12# en ';min!
b( El gasto m$sico de agua# en 'gmin!
10. :na caldera domstica contiene inicialmente +#5 'g de agua a temperatura y
presi3n ambiente! &e pone a ervir la caldera sobre una ornilla que le transmite
un flujo de calor de 1!850 @! )a cocinera olvida la caldera y regresa luego de ver la
novela +5 min despus de poner la caldera! ,etermine el estado final de este
sistema! )a presi3n y temperatura ambiente son 0#8 bar y 20ºC# respectivamente!
11.En un tanque de agua fra a 12ºC y 1 bar que contiene inicialmente 4 m+ ingresa un
flujo de agua caliente de +#5 'gs a /8ºC! "l mismo tiempo que ingresa el agua
caliente# rebalsa agua del tanque con el mismo flujo de entrada! "sumiendo que se
produce una me>cla completa al interior del tanque# determine- a( cu$nta agua
debe ingresar al tanque para alcan>ar una temperatura de +5ºC# b( el tiempo que
toma alcan>ar esta temperatura!
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12.En una m$quina de lavado de botellas se tiene un total de m+ de agua a
temperatura y presi3n ambiente! &e desea calentar esta agua asta una
temperatura de 5ºC inyectancto vapor saturado a 4#8 bar! &i el flujo de vapor que
se inyecta es de 500 'g# determine en cu$nto tiempo se calentar$ el agua del
tanque!
1.or una tobera ori>ontal como la que se muestra en la figura fluye agua a un flujo
de +1#/ )s y se descarga a presi3n atmosfrica en el punto 2! El di$metro de la
tobera a la entrada es de /#4 cm y a la salida es de 2#% cm! )a temperatura del
agua es de 28ºC! ,etermine la fuer>a resultante sobre la tobera!
#igura $ro%lema &&
1!.Aomando en cuenta los datos del problema 11 pero aplicado a una reducci3n con
un semicodo como se muestra en la siguiente figura! ,etermine la fuer>a resultante
sobre el semicodo!
#igura $ro%lema &'
1".:n corro de agua tiene una velocidad de +0 ms y un di$metro de 2#54 cm y es
desviado por un aspa como muestra al figura a( donde el $ngulo de desvo es de α'
( +5º! Cu$l es la fuer>a resultante sobre el aspaB
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#igura $ro%lemas &) y &*
16.&i el mismo corro de agua descrito en el problema 1+ golpea sobre una aspa
plana como lo muestra la figura b(# determine la fuer>a resultante sobre la placa si-
a( α' ( /0º y b( α' ( /0º
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