>	restart;#"m06_p43"

En un recipiente de 5 litros, de paredes aislantes, hay inicialmente 1 litro de agua en equilibrio con su vapor a 94 kPa. A partir de un cierto instante se empieza a extraer vapor con una bomba de vacío. Se pide:
a) Esquema de la instalación, estado inicial y esquema general de las fases del agua en los diagramas p-T y T-s.
b) Para una presión interior de 10 kPa, determinar la temperatura, la masa de vapor interior y la masa de vapor evacuada desde el instante inicial.
c) Determinar la temperatura, la masa de vapor interior y la masa de vapor evacuada desde el instante inicial, en el momento en que empieza a formarse hielo.

Datos:

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

>	su:="H2O":dat:=[V=0.005*m_^3,Vl1=0.001*m_^3,p1=94e3*Pa_,p2=10e3*Pa_];

Esquema:

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>

Eqs. const.:

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

a) Esquema de la instalación, estado inicial y esquema general de las fases del agua en los diagramas p-T y T-s.

>	T1_:=subs(dat,solve(subs(dat,p1=pv(T)),T)):'T1'=evalf(%,3);mv1_:=subs(p=p1,T=T1_,dat,(V-Vl1)*rhs(eqETg)):'mv1'=evalf(%,2);ml1_:=subs(dat,rho*Vl1):'ml1'=evalf(%,2);

b) Para una presión interior de 10 kPa, determinar la temperatura, la masa de vapor interior y la masa de vapor evacuada desde el instante inicial.

Si se vaporiza poco:

>	T2_:=subs(dat,solve(subs(dat,p2=pv(T)),T)):'T2'=evalf(%,2);mv2__:=subs(p=p2,T=T2_,dat,(V-Vl1)*rhs(eqETg)):'mw2'=evalf(%,2);ml2__:=subs(dat,rho*Vl1):'ml2'=evalf(%,2);

Masa evacuada. En primera aprox. será la necesaria para enfriar el líquido.

>	mv12:=ml*c*(T1-T2)/h[lv0];mv12_:=subs(dat,ml1_*c*(T1_-T2_)/h[lv0]):'mvl2'=evalf(%,2);

Masa evacuada. Expansión isoentrópica de toda la masa de control (aumenta el volumen mucho).

>

S:=ml*sl(T)+mv*sv(T,p);S1_:=subs(dat,evalf(subs(dat,T=T1_,p=p1,dat,ml1_*sl(T)+mv1_*sv(T,p)))):'S1'=evalf(%,2);S2_:=subs(dat,evalf(subs(dat,T=T2_,p=p2,dat,ml2_*sl(T)+mv2_*sv(T,p)))):'S2'=evalf(%,2);eq1:=ml1+mv1=ml2+mv2;sol1:=subs(dat,solve({ml1_+mv1_=ml2_+mv2_,S1_=S2_},{ml2_,mv2_}));mv2in:=(V-Vl)*rhs(eqETg);mv2in_:=subs(Vl=ml2_/rho,sol1,p=p2,T=T2_,dat,mv2in):'mv2in'=evalf(%,2);mv2out:=mv2-mv2in;mv2out_:=subs(sol1,mv2_-mv2in_):'mv2out'=evalf(%,2);

c) Determinar la temperatura, la masa de vapor interior y la masa de vapor evacuada desde el instante inicial, en el momento en que empieza a formarse hielo.

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T3_:=subs(dat,T[f]);p3_:=evalf(pv(T3_)):'p3'=evalf(%,2);S3_:=subs(dat,evalf(subs(dat,T=T3_,p=p3_,dat,ml3_*sl(T)+mv3_*sv(T,p)))):'S3'=evalf(%,2);eq2:=ml1+mv1=ml3+mv3;sol2:=subs(dat,solve({ml1_+mv1_=ml3_+mv3_,S1_=S3_},{ml3_,mv3_})):evalf(%,2);mv3in:=(V-Vl)*rhs(eqETg);mv3in_:=subs(Vl=Vl1,p=p3_,T=T3_,dat,mv3in):'mv3in'=evalf(%,2);mv3out:=mv3-mv3in;mv3out_:=subs(sol2,mv3_-mv3in_):'mv3out'=evalf(%,2);

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