>	restart;#"m6_p24"

Se pretende utilizar Freon 12 como propulsante de un pequeÑo cohete espacial. El dispositivo consiste en un depósito parcialmente lleno de líquido saturado a 40 °C, una válvula que deja pasar sólo la fase gaseosa, y una tobera de escape donde el gas se expande hasta 48 kPa y  33 °C. Se pide:

a)•Esquema del proceso en los diagramas T s, h s, p h.

b)•Velocidad de la salida de la tobera.

c)•Gasto másico necesairo para producir un empuje de 20 N (Empuje=Gasto másico x Velocidad de salida).

d)•Calor necesario para mantener el depósito a 40 °C.

e)•Presión, temperatura, densidad, entalpía y entropía a la salida de la válvula.

Datos:

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

>	su:="CCl2F2":dat:=[T1=(40+273)*K_,T3=(-33+273)*K_,p3=48e3*Pa_,E=20*N_];

Esquema:

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>

Eqs. const.:

>	eqET:=subs(eq1_11,rho=p/(Z*R*T));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):

>	dat:=T[f]=1*K_,dat:

a)•Esquema del proceso en los diagramas T s, h s, p h.

Expansión isoentálpica seguida de expansión isoentrópica.

b)•Velocidad de la salida de la tobera.

MGP:

>

p1_:=subs(dat,evalf(subs(dat,pv(T1)))):'p1'=evalf(%,2);s1_:=subs(dat,evalf(subs(dat,T=T1,p=p1_,dat,sv(T,p)))):'s1'=evalf(%,2);h1_:=subs(dat,T=T1,dat,hv(T)):'h1'=evalf(%,2);T2_:=subs(dat,T1):'T2'=evalf(%,2);s3_:=subs(dat,evalf(subs(dat,T=T3,p=p3,dat,sv(T,p)))):'s3'=evalf(%,2);p2_:=subs(dat,solve(evalf(subs(dat,T=T2_,dat,s3_=sv(T,p))),p)):'p2'=evalf(%,2);h3_:=evalf(subs(dat,T=T3,p=p3_,dat,hv(T,p))):'h3'=evalf(%,2);v3_:=simplify(subs(dat,evalf(solve(h1_=h3_+v^2/2,v))[1])):'v3'=evalf(%,2);

DATA:

>	p1data_:=960e3*Pa_;s1data_:=275*J_/(kg_*K_);h1data_:=205000*J_/kg_;s3data_:=768*J_/(kg_*K_);h3data_:=174500*J_/kg_;v3_:=evalf(solve(subs(SI2,h1data_=h3data_+v^2/2),v))[1]:'v3'=evalf(%,2);

c)•Gasto másico necesairo para producir un empuje de 20 N (Empuje=Gasto másico x Velocidad de salida).

>	mdot_:=subs(dat,solve(E=m*v3_,m)):'mdot'=evalf(%,2);

d)•Calor necesario para mantener el depósito a 40 °C.

>	Q_:=subs(dat,mdot_*h[lv0]):'Q'=evalf(%,2);Qdata_:=subs(dat,mdot_*(204800-75427))*J_/kg_:'Qdata_aprox'=evalf(%,3);Qdata_:=subs(dat,mdot_*(204800-75427)*(1+0.0008/0.0184))*J_/kg_:'Qdata'=evalf(%,3);

e)•Presión, temperatura, densidad, entalpía y entropía a la salida de la válvula.

Se conoce la s=s3 y la h=h1. Referido todo al sistema de referencia adoptado.

>	p2data_:=0.2e6*Pa_;T2data_:=295*K_;h2data_:=h1data_;s2data_:=s3data_;

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