Trampas termodinámicas de vapor

8/18/2019 Trampas termodinámicas de vapor

1/25

Asignatura:

Termodinámica

Tema: Trampas

termodinámicas devapor


2/25

EJERCICIOS

1.Datos de tabla

P(k.pa) T V f V g 200 127.41C 0.001061 0.88578

kg mt

mkg

m

Vprom

V mt

V vm

Vg mg Vf mf Vprommt

vmV

p

023.1

/886841.0

9079.0

.

...

.

3

3

=

==

=

+=

=

4

2 hd Ve

⋅⋅=

π

4

)6.1.()85.0( 2

π =Ve

El recipiente cuas medidas muestra la !i"ura#contiene una me$cla de l%&uido vapor de a"ua

en e&uilibrio a la presi'n de 200 ()a# determine

la calidad o t%tulo del vapor# los vol*menes de

l%&uido vapor la temperatura de saturaci'n de

la me$cla.


3/25

0013.1

/884719.0

/88587.0

.

3

3

=

=

−=

−=

=+

+=

x

kg m

kg m x

vfg

Vf v

x

Vf v xvfg

vvfg vf

vfg xvf v

Ve= 0,9079

3m

38868.0

88578.0001061.0

m

kg V

V

Vg Vf V

=

+=

+=

kg m

kg

m

m

V

/88748.0

023.1

9079.0

3

3

=

==

υ

υ

kg mvfg

kg mvfg vf vg vfg

/)884719.0(

/)001061.088578.0(

3

3

=

−=

+=


4/25


5/25

kg mvf /0010646.0

0000144.0

001079.0

3=

000144.0

25)00002.0)(18(

=

=

x

x

0281412.0

0236808.0

52422.0

=vg kg m x

x

/0236808.0

25

03289.0)(18(

3=

=

x

vg

03289.0

49133.0

52422.0

18

25

375

350

Pkpa

368

61.140

756.186.138

=

+=

Tsa

Tsa

756.1

25

)44.2)(18(

= x

x x

T

44.2

30.141

86.138

18

25

375

350

Pkpa

368


6/25

kg mv

kg

m

m

V v

kg mt

kg m

m

Vprom

V mt

V Vprommt

mgvg mfvf VprommvmV

/5350.0

5112.0

2735.05112.0

/53501.0

2735.0

.

.1.

3

3

3

3

=

==

=

==

=

+=→=

53501.0

52422.0001079.0

V

V

vg vf V

+=

+=

( )020.1523141.0

001099.05350.0

x

x

vfg

vf v

x

−=

−

=

523141.0

001079.052422.0

=

−=

−=

vfg

vfg

vf vg vfg


7/25

+.

001240.0

001229.0

/3 kg vfm

2.3651

0.3347

. Kpa P

C

C

T

o

o

245

240

Datos de tabla

054656.0

059707.0

/3 kg vgm

5.243

5.243 x

vf

000011.0

001240.0

001229.0

5.3

5

245

240

T

Datos

El recipiente cuas medidas muestra la !i"ura#

contiene una me$cla de l%&uido vapor de a"ua

en e&uilibrio a la temperatura 24+.5,C# determine

la calidad o t%tulo del vapor# los vol*menes de

l%&uido vapor la presi'n de saturaci'n de la

me$cla.


8/25


9/25

x

Kpa P

2.304

2.3651

0.3347

.

5.243 5.3

5

245

240

T

94.3559

94.2120.47.33

94.212

5

2.304*5.3

=

+=

=

=

Pkpa

Pkpa

x

x

00214.0

58203.0

59355.05948.0

/594702.0

59355.0001152.0

3

=

−=

−=

=

+=

+=

x

x

vfg

vf v x

kg mv

v

vg vf v


10/25

kg mvfg

kg mvfg

vf vg vfg

kg mv

kg

m

m

V v

kg mt

m

Vprom

V mt

V Vprommt

vg mg vf mf VprommmvV

/)58203.0(

/)01152.059355.0(

/5948.0

3342.0

1988.0

3342.0

594702.0

1988.0

.

...

3

3

3

3

3

=

−=

−=

=

==

=

==

=

+=⇒=

4. -n tan&ue cerrado r%"ido contiene 2.5 (" de a"ua en !orma de l%&uido

vapor a una presi'n de 15 atm# i el volumen de la masa del vapor es i"ual a

+.28 veces el volumen del l%&uido# determine la calidad del vapor dentro del

tan&ue la presi'n de saturaci'n

Datos


11/25

m=2.5kg

p=15 atm∗101.325 kPa

1atm =1519.75 kPa

g=¿3.28V f m¿

x=?

/ed de soluci'n

x=

mg

m Ecuaci'n 1

f +¿mgm=m¿ Ecuaci'n 2

mf =m−mg

V f =v f mf

mf =V f −v f

m−mg=V f −v f

m−3.28V f =V f −vf

m−3.28V f −V f =−v f

m−4.28V f =−v f

V f =m+v f 4.28

Ecuaci'n +


12/25

oluci'n

) v f

1519.75kPa

1500

0.001154

X =19.75∗0.000012

250=0.0000009

m3

kg

1750 0.001166

250 0.000012

19.75 X

v f =(0.001154+0.0000009)m

3

kg

v f =0.001155 m

3

kg

V f =2.5 kg+0.001155 m

3

kg

4.28=0.58m3 Ecuaci'n +

x=mg

m Ecuaci'n 1

g=¿3.28V f m¿

x=3.28V f

2.5kg =

3.28(0.58)2.5

x=0.76


13/25

5.

DATOS DE TABLA

x

kg vgm

07329.0

50850.0

58179.0

/3

x

kg vfm

000005.0

001080.0

001075.0

/3

77.2

5

140

135

C T o

5

3

280

28.7

=

=

=

vg

Vf

f T

kg mT datos

o

77.137

El recipiente &ue muestra la !i"ura# contiene

7.28 (" de una me$cla de l%&uido vapor de

a"ua en e&uilibrio a la temperatura de 280 ,.

e conoce &ue el volumen del l%&uido es i"ual

a los +5 del volumen del vapor# determine la

altura del cilindro


14/25

RED DE SOLUCION

00107223.0

00000277.0

001075.0

00000277.0

5

)000005.0(77.2

=

=

=

vf

x

x

77.2

5140

135

C T o

x

kg vgm

07329.050850.0

58179.0

/3

77.137

54118734.0

04060266.0

58179.0

04060266.0

5

)07329.0(77.2

=

=

=

vg

x

x


15/25

8

3

38

3

8

3

53

3

5

35

53

5

3

vvf

vvf

vf V

vf vf V

vf vgf V

vg vf V

vf vg

vf vg

vg

vf

=

=

=

+=

+=

+=

=

=

=

vf

vmf

vvf mf

vvf

8

3 8

3.

8

3

=

=

=

24

15

24

15

24

15.

24

15

24

15

1

38

15

1

3

)8

3(5

3

5

v

vg

vmg

vvg mg

vvg

vvg

vvg

vvg

vf vg

==

=

=

=

=

=

=


16/25

3

3

3

01558.0

)0021411.0)(28.7(

.

)0021411.0()54118734.0)(00199513.0(00107223.0(

,

001975.01435.8

0160845.0

)54118734.0(15)00107223.0(24

)00104223.0(15

)159(24

15

)159(.24

.24.15)

.24

)159(

24

15

(

24

15

8

3

24

15

mV

kg mkg V

vmV

kg mvv

vg xvf v

vg vf

vf x

vg vf vvg

vf vg v

vf vg

vg vf v

vg

v

vg

v

vf

v

vg

v

x

mg mf

mg

T

mg x

=

=

=

=

+=

+=

==

+

=

+

=

+

=+

=

+

+==


17/25

mh

mh

d

vh

V hd

hd V

0244.0

)51.25(

)4)(01557.0(

4.

4...

4

..

2

3

2

2

2

=

=

=

=

=

π

π

π

π

6.

DATOS :

1 ¿̄=143 psi

P=16.87 ¿̄14.503 psi

¿

V f =0.475 pie3

x=45.67

En el recipiente &ue indica la !i"ura eisten

l%&uido vapor en e&uilibrio a la presi'n de

16.87 bar# si el t%tulo del vapor es de

45.673 el volumen &ue ocupa el l%&uido

es de 0.475 pie+. Determine el diámetro

del tan&ue


18/25

v f =0.01863

v g=1.8707

∅=?

RED DE SOLUCIÓN

V =π ∅

2

4. h

∅=√ 4V π .h ecuación1V f =v f . mf

V f

vf =mf ecuación2

v=vf .mf

m +vg . xcomoV =v .m

v .m=vf . mf

m +v g. x

V =v f .mf

m +vg . x ecuación3

CÁLCULOS

V f

vf =mf ecuación2

0.475

0.01863=mf

mf =25.49lbm

V =vf .mf +vg . x ecuación3


19/25

V =(0.01863)(25.49lbm)+(1.8707)(0.4567)

V =1.32 pie3

∅

=√ 4V

π .h ecuación1

(4 )1.32 pie3

π .4.5 ft ¿

∅=√ ¿

∅=¿ 0.61 t

Inter!"#a$i%n& v f v g

'00 0.01()* '.'(('247

250 0.01(6+ 1.(,,0+0 '.6-10, 0.,,,',/ -

'.,,-10, 0.,1/+v f =0.01863 v g=1.8707

7. En un recipiente eiste a"ua en !orma de l%&uido vapor a una temperatura de

240,# si el volumen del recipiente es de +.+8 pie+ la masa del vapor es i"ual

a +.7 veces la masa del l%&uido# determine la masa del l%&uido.

DATOS :

T =240 !

V =3.38 pie3

mg=3.7mf

mf =?

v f =0.01692


20/25

v g=16.316

RED DE SOLUCIÓN

mg=3.7mf ecuación1

v=V

m

m=V

v ecuación2

x=

v−vf v fg

v= x (vfg )+v f ecuación3

x= mg

mf +mg

x= 3.7mf

mf +3.7mf

x= 3.7mf

mf (1+3.7)

x=3.7

4.7=0.78 ecuación4

x=78

x=mg

m

mg= x .mecuación5

CÁLCULOS


21/25


22/25

8. -n tan&ue con una capacidad de 150 lts# contiene l%&uido vapor saturado a

2+5 psi# si el 87.253 de la masa es vapor# determine la masa total eistente.

DATOS :

P=235 psi

V =150 lts∨0.03530 ft

3

1 l ts =5.29 ft 3

87.25 "elamasaesigual alvapo#

Ent"n$es

mg=87.25

$mmf =12.75$m

RED DE SOLUCIÓN

mg=87.25$mecuacion1

x=mg

m

ecuacion2

m=V

v ecuación3

v= x (vfg )+v f ecuacion4

CALCULOS

x=mg

m ecuacion2

x=87.25 m

m


23/25

x=0.87

v= x (vfg )+v f ecuacion4

v=0.87 (1.9773−0.01857 )+0.01857

v=1.722 pie

3

lbm

m=V

v ecuación3

m= 5.29 ft

3

1.722 pie

3

lbm

m=2.98 lbm

Inter!"#a$i%n

& v f v g

'00 0.01()* '.'(('2+5

250 0.01(6+ 1.(,,0+0 '.6-10, 0.,,,')+ -

1.('-10, 0.)10*v f =0.01857 v g=1.973

. e conoce &ue el vapor de a"ua a una presi'n de +5 bar# tiene un volumen

espec%!ico de 50 cm+"# determine cuál es el t%tulo# calidad o !racci'n másica

del vapor


24/25

DATOS :

1 ¿̄=3500kpa

P=35 ¿̄100kpa

¿

v=50cm

3

g | 1m3

1000000 cm3|1000 g1kg =0.05m

3

kg

x=?

v f =0.001235

v g=0.057061

RED DE SOLUCIÓN

v=vf + x . vfg

x=v−vf v fg

ecuación1

CÁLCULOS

x=

0.05m

3

kg

0.057061−0.001235=0.89

x=89

10.En un recipiente eiste vapor de a"ua saturado seco# se conoce &ue el

volumen espec%!ico del vapor es de 2.254 pie+ lb# determine la presi'n

temperatura del sistema.

v f =2.254 pie3

lbm

p=¿ 2

T =¿ 2


25/25

v g &

'.'((' '002.254

1.8440 '+0

0.,,,' +00.0),' -).(,

x=3.84

P=200+3.84

P=203.84 psi

Trampas termodinámicas de vapor

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