Un secador eléctrico toma aire ambiente a 20 °C y 92 kPa y produce un chorro de aire caliente a 80 °C, 10 m/s y 16 cm2 de sección. Se pide:
a) Gasto de aire y consumo eléctrico.
b) Consumo eléctrico mínimo que sería necesario disponiendo libremente de la atmósfera y los dispositivos apropiados de conversión energética, describiendo los procesos necesarios.
c) Rendimiento exergético.Datos:
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read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc): |
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su:="Aire":dat:=[T0=(20+273)*K_,p0=92e3*Pa_,T1=(80+273)*K_,v1=10*m_/s_,A1=16e-4*m_^2]; |
Esquema:
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![`:=`(Sistemas, [air, amb])](images/np21_2.gif) |
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![`:=`(Estados, [1, 2])](images/np21_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) Gasto de aire y consumo eléctrico
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p1:=p0:eqBM:=eq5_39;eqBE:=eq5_43;eqBM:='m=(p1/(R*T1))*v1*A1';eqBM__:=subs(dat,%);P:=m*(h1-h0);P:=m*c[p]*(T1-T0);P_:=subs(eqBM__,dat,%); |
b) Consumo eléctrico mínimo que sería necesario disponiendo libremente de la atmósfera y los dispositivos apropiados de conversión energética, describiendo los procesos necesarios.
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Pmin:=m*(h1-h0-T0*(s1-s0));Pmin_:=subs(dat,evalf(subs(eqBM__,dat,m*(c[p]*(T1-T0)-T0*c[p]*ln(T1/T0))))); |
Idealmente se podría conseguir con infinitas bombas de Carnot, o con una expansión isoterma seguida de una compresión isoentrópica;
c) Rendimiento exergético
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eta:='Pmin/P';eta_:=Pmin_/P_; |