>	restart;#"m05_p42"

En un esquema de una cámara de mezcla adiabática estacionaria de dos corrientes de aire, 1 y 2, se encuentran los datos siguientes:  =10 kg/s, p1=0,1 MPa, T1=20 ºC,  =2 kg/s, p2=20 MPa, T2=100 ºC, con salida a p3=0,2 MPa. Suponiendo que las energías cinéticas no sean muy grandes, se pide:
a) Plantear y resolver los balances másico y energético de la cámara.
b) Plantear el balance exergético de la cámara.
c) ¿Es posible esa presión de salida? ¿Cuál sería la máxima?.

Datos:

>	read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc):

>	su:="Aire":dat:=[m1=10*kg_/s_,p1=0.1e6*Pa_,T1=(20+273)*K_,m2=2*kg_/s_,p2=20e6*Pa_,T2=(100+273)*K_,p3=0.2e6*Pa_];

Esquema:

>

>

Eqs. const.:

>	eqETg:=subs(eq1_11,eq1_12);eqEE:=eq1_16;Adat:=get_gas_data(su):dat:=op(dat),Const,Adat,SI2,SI1:

a). Plantear y resolver los balances másico y energético de la cámara.

Tomo como origen la entalpía del aire a T0=288 K

>	eqBM:=m3=m1+m2;eqBM_:=subs(dat,eqBM);eqBE:=m3*c[p]*(T3-T0)=m1*c[p]*(T1-T0)+m2*c[p]*(T2-T0);T3_:=solve(subs(eqBM,eqBE),T3);T3__:=subs(dat,T3_);

b) Plantear el balance exergético de la cámara

Tomo como origen la entropía del aire a T0=288 K y p0=100 kPa.

>

eqBX:=m3*psi3<=m1*psi1+m2*psi2;psi:=ht-T0*s;psi:=c[p]*(T-T0)-T0*(c[p]*ln(T/T0)-R*ln(p/p0));psi1_:=subs(dat,evalf(subs(dat,T=T1,p=p1,dat,psi)));psi2_:=subs(dat,evalf(subs(dat,T=T2,p=p2,dat,psi)));psi3_:=subs(dat,evalf(subs(dat,T=T3_,p=p3,dat,psi)));eqBX_:=evalf(subs(dat,(m1+m2)*psi3_<=m1*psi1_+m2*psi2_),2);

i.e., si es posible que salga con menos exergía.

c) ¿Es posible esa presión de salida? ¿Cuál sería la máxima?.

Sí. La p3max sería la de Sum(m*phi)=0.

>	eqBX:=m3*psi3=m1*psi1+m2*psi2;psi3__:=subs(dat,evalf(subs(dat,T=T3_,p=p3max,dat,psi))):psi3=evalf(%,2);eqBX_:=evalf(subs(dat,(m1+m2)*psi3__=m1*psi1_+m2*psi2_),2):p3max_:=fsolve(subs(SI0,%),p3max)*Pa_;

>