>	restart;#"m6_p08"

En un cilindro, A, vertical de paredes aislantes hay 1 kg de agua líquida en equilibrio con 1 kg de su vapor, todo ello encerrado por un émbolo superior que mantiene 175 kPa de presión. En otro recipiente, B, también aislado, de 2,4 m3 de capacidad, hay agua y vapor con una fracción másica del 50%, todo ello a 200 kPa. Con una bomba de calor de rendimiento 1,5 se bombea calor de A a B hasta que en A sólo queda líquido saturado. Se pide calcular:

a) Volumen inicial y final de A, y calor extraìdo de A.

b) Masa encerrada y estado final en B.

Datos:

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

>	su:="H2O":dat:=[mla=1*kg_,mva=1*kg_,pa=175e3*Pa_,Vb=2.4*m_^3,x1b=0.5,p1b=200e3*Pa_,eta=1.5];

Esquema:

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>

Eqs. const.:

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

a) Volumen inicial y final de A, y calor extraìdo de A

>

eqBEa:=DHa=Qa;eqBEb:=DHb-Vb*(p2b-p1b)=Qb;eqBomba:=eta=Qb/(Qb-Qa);Ta:=evalf(subs(dat,solve(pa=pv(T),T))):'Ta'=evalf(%,3);V1a_:=subs(dat,mla/rho+solve(subs(p=pa,m=mva,T=Ta,eqETg),V)):'V1a'=evalf(%,3);V2a_:=subs(dat,(mla+mva)/rho):'V2a'=evalf(%,2);H2_H1a_:=subs(SI2,SI1,subs(dat,T=Ta,(mla+mva)*hl(T)-(mla*hl(T)+mva*hv(T)))):'H2a-H1a'=evalf(%/(1e6*J_/MJ_),3);Qa_:=-H2_H1a_:'Qa'=evalf(%/(1e6*J_/MJ_),2);

b) Masa encerrada y estado final en B.

>	T1b_:=evalf(subs(dat,solve(p1b=pv(T),T))):'T1b'=evalf(%,3);vvb1_:=subs(p=p1b,T=T1b_,dat,V/solve(eqETg,m)):'vvb1'=evalf(%,2);mb_:=subs(dat,Vb/((1-x1b)*vvb1_+x1b/rho)):'mb'=evalf(%,2);

Supongamos que se vaporiza todo en B

>

Qb_:=solve(subs(Qa=Qa_,dat,eqBomba),Qb):'Qb'=evalf(%/(1e6*J_/MJ_),2);p_:=subs(kg_=Pa_*s_^2*m_,solve(subs(V=Vb,m=mb_,dat,eqETg),p)):'p_'=evalf(%,2);DHb:=subs(dat,mb_*hv(T)-mb_*((1-x1b)*subs(dat,T=T1b_,hl(T))+x1b*subs(dat,T=T1b_,hv(T)))):eqBEb_:=subs(p2b=p_,Qb=Qb_,eqBEb):'eqBE_'=evalf(%,2);T2b_:=subs(dat,solve(eqBEb_,T)):'T2b'=evalf(%,3);p2b:=subs(T=T2b_,dat,p_):'p2b'=evalf(%/(1e3*Pa_/kPa_),2);

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