De una lnea de aire comprimido a 800 kPa se extrae un gasto tal que por un conducto de 1 cm de dimetro la velocidad media es de 10 m/s. Este flujo se utiliza para hacer girar una turbina de rendimiento adiabtico 0,8. Se pide:
a)Diagrama T s de la evolucin del gas.
b) Gasto msico, y trabajo mximo obtenible a partir de las condiciones iniciales.
c) Estado termodinmico del aire a la salida de la turbina.
d) Potencia real obtenida.
Datos:
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read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc): |
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su:="Aire":dat:=[pb=800e3*Pa_,Di=0.01*m_,v1=10*m_/s_,eta[t]=0.8]:dat:=[op(dat),A=evalf(Pi*subs(dat,Di)^2/4)]; |
Esquema:
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![`:=`(Sistemas, [dep, turb, amb])](images/np04_3.gif) |
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![`:=`(Estados, [1, 2])](images/np04_4.gif) |
Eqs. const.:
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eqET:=eq1_12;eqEE:=eq1_16;gdat:=get_gas_data(su):dat:=op(dat),Const,gdat,SI2,SI1: |
a)Diagrama T s de la evolucin del gas.
Evolucin adiabtica (rpida)
b) Gasto msico, y trabajo mximo obtenible a partir de las condiciones iniciales.
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T1:=T0:p1:=pb:eqBM:=eq5_39;eqBE:=eq5_43;eqBM_:=subs(eqET,p=p1,T=T1,v=v1,eqBM);eqBM__:=subs(dat,eqBM_):'m'=evalf(subs(%,m));dat:=eqBM__,dat: |
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phi01:=m*(h01-T0*s01);h01:=c[p]*(T1-T0);s01:=c[p]*ln(T1/T0)-R*ln(p1/p0);phi01_:=subs(SI1,evalf(subs(dat,phi01))):'phi01'=evalf(%/(1000*W_/kW_),2); |
c) Estado termodinmico del aire a la salida de la turbina.
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p2:=p0:eqeta:=eta[t]=(1-T2/T1)/(1-(p2/p1)^((gamma-1)/gamma));T2_:=solve(subs(dat,eqeta),T2);v2_:=solve(subs(eqET,p=p2,T=T2_,dat,eqBM),v);dat:='T2'=T2_,'v2'=v2_,dat: |
d) Potencia real obtenida.
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P:=m*c[p]*(T1-T2);P_:=subs(dat,P):'P'=evalf(%/(1000*W_/kW_)); |