DISEÑO DE UNA TURBINA A VAPOR Y CÁLCULOS FISICO-TERMODINAMICOS, Exámenes de Termodinámica

¡Descarga DISEÑO DE UNA TURBINA A VAPOR Y CÁLCULOS FISICO-TERMODINAMICOS y más Exámenes en PDF de Termodinámica solo en Docsity! Termodinámica “Año del Bicentenario del Perú: 200 años de Independencia” TERMODINAMICA TEMA: Diseño de una turbina a vapor y cálculos físico- termodinámicos MODALIDAD: Gente que Trabaja Equipo de Trabajo N° 02 Integrantes: %de Participación ● SIHUINCHA GIRON, Jennrly 100 % ● VENTURA PALOMINO Ronal 100 % ● VILCA CALLA Eduardo 100 % ● LOAIZA PEREZ Aaron Jose 100 % Docente: ● Ing. MORALES, SANTIVAÑEZ, Wilfredo Víctor Sección: ● NRC 16217 Perú 2021 Termodinámica PRODUCTO ACADÉMICO N° 02: TAREA I. Problema planteado: CONSIDERACIONES DETALLE Tipo de actividad Individual Tema o asunto Diseño de una turbina a vapor y cálculos físico-termodinámicos Enunciado Realizar el diseño de un prototipo de una turbina de vapor casera que consta de un rodete, álabes, carcasa, etc. Al terminar el diseño inyectar vapor de agua con parámetros establecidos por el estudiante aplicando la primera ley de la termodinámica en sistemas abiertos tal que la turbina tenga la capacidad: a) Como mínimo encender un circuito de led’s también diseñado por el estudiante. b) Cargar un celular en caso de que los parámetros sean eficientes. Calcule: a) Boceto y/o dibujo del diseño propio. b) Listado de elementos y accesorios citados en el diseño con su respectivo costo. c) Masa del recipiente y del agua. d) La temperatura ambiente y presión atmosférica según m.s.n.m. e) El calor consumido por del recipiente, calor absorbido por el agua y el calor de vaporización del agua para pasar de la temperatura ambiente a vaporización o ebullición del mismo. f) El calor suministrado al sistema. g) La temperatura del vapor a la salida del recipiente, así como el caudal y velocidad. h) Potencia generada por el sistema al encender luminarias led en un minuto. i) La eficiencia del sistema. Nota Importante: Pueden agruparse hasta 5 alumnos y pueden fabricarlo el prototipo diseñado para optimizar tiempo y el aprendizaje. Instrucciones para presentar el archivo en el aula virtual ● Desarrolla el problema justificando por completo todos los cálculos realizados, indicando los principios, leyes y condiciones físicos - termodinámicos utilizados. ● Enviar el boceto y/o planos en forma digital. ● Para presentar el trabajo, deberás escanear la hoja de desarrollo. ● Guarda el archivo en formato PDF, ZIP o RAR y envíalo a través del ícono Enviar Producto Académico N° 02, que encontrarás en tu aula virtual. ● Revisar la rúbrica de evaluación en la que podrás conocer los aspectos que se evaluarán en el producto que estás entregando. a) Boceto y/o dibujo del diseño propio. = Universidad == Continental Termodinámica PROTOTIPO FINAL DEL PROYECTO ( Universidad (E Continental Termodinámica Termodinámica b) Listado de elementos y accesorios citados en el diseño con su respectivo costo. Listado de precios de los elementos y accesorios citados en el diseño It m Cantidad Elementos y Accesorios costo s/. costo sub total s/. 1 1 Manometro S/. 12.00 S/. 12.00 2 1 Reduccion Galvanizado1/2" a 1/4" S/. 3.00 S/. 3.00 3 1 Tubo aluminio 1/8" S/. 10.00 S/. 10.00 4 3 Niples de 1/4" S/. 1.00 S/. 3.00 5 1 Cruz Galvanizado S/. 5.00 S/. 5.00 6 1 Codo Galvanizado S/. 2.00 S/. 2.00 7 1 Tee Galvanizado S/. 2.50 S/. 2.50 8 1 Cinta Teflon S/. 1.50 S/. 1.50 9 1 Valvula Reguladora de Presion 1/4" S/. 7.00 S/. 7.00 10 1 Llave Reguladora de Paso 1/4" S/. 12.00 S/. 12.00 11 1 Extintor 1 Kg S/. 7.00 S/. 7.00 12 1 Motor paso a paso S/. 50.00 S/. 50.00 13 2 CuatriDiodo rectificador KBP206 S/. 5.00 S/. 10.00 14 2 condensadores S/. 2.00 S/. 4.00 15 1 Transistor L7805CV S/. 3.00 S/. 3.00 16 1 cables S/. 1.00 S/. 1.00 17 1 Conector USB S/. 2.00 S/. 2.00 18 1 baquelita 5x5 S/. 1.00 S/. 1.00 19 1 Mica 50x50 S/. 20.00 S/. 20.00 20 1 Pegamento Soldimix S/. 15.00 S/. 15.00 21 20 Cucharitas S/. 0.10 S/. 2.00 22 S/. 0.00 TOTAL S/. 173.00 MATERIALES USADO PARA EL SISTEMA DE VAPOR E Universidad Continental Termodinámica Se Termodinámica c) Masa del recipiente y del agua. ● Masa del recipiente masa del recipiente real=1.500 kg (pesado en balanza) masa del recipiente teórico: densidad del recipiente de acero = 7800kg/m3 HALLAMOS VOLUMEN: Se usará un recipiente de forma cilíndrica con las siguientes dimensiones: volumen exterior (área metálica): h = 20.5cm = 0.205m D = 8.5 cm …. Entonces r =8.5/2…r = 4.25cm por lo tanto: …. V1=3.1416*(0.0425m)2 * 0.205m V1 =0.001163275575M3 volumen interior del cilindro (vacío): h = 19 cm = 0.19m Termodinámica D = 8.05 cm …. Entonces r =8/2…r = 4.025cm por lo tanto: …. V2 =3.1416*(0.04025m)2 * 0.19m V2 =0.0009670217865M3 HALLAMOS MASA: m1= 7800 kg/ M3* 0.001163275575M3= 9.07kg m2 =7800 kg/ M3* V2 =0.0009670217865M3=7.54kg por lo tanto, la masa del recipiente seria: m1-m2=1.53kg mresp = 1.53 kg ● Masa del agua Hallamos la masa del agua que ocupa el recipiente dimensiones exteriores son: h = 20.5cm = 0.205m D = 8.5 cm …. Entonces r =8.5/2…r = 4.25cm por lo tanto: VH2O =3.1416*(0.0425m)2 * 0.205m V1 = 0.001163275575M3 mH2O =1000kg/m3 * 0.001163275575M3 mH2O = 1.163kg =1.163 litros de agua. En nuestro caso solo llenaremos la media parte del recipiente entonces será: 1.163/2 = 0.582kg =0.582lt d) La temperatura ambiente y presión atmosférica según m.s.n.m. ● La temperatura ambiente promedio para Lima Las temperaturas son más altas en promedio en febrero, alrededor de 22.1 °C. A 16.5 °C en promedio, agosto es el mes más frío del año. Termodinámica calor consumido por el recipiente Datos : Masa del recipiente 1.5 Kg 1500 g calor especifico hierro 0.113 cal./g*°c -DT:Ti = 17.3ºC , Tf=100 ºC 82.7 Q=M*C*ΔA Q= 14017.65 Q= 14.01765 Kcal Se llenará el recipiente solo hasta la mitad Calor absorbido por el agua Datos : Masa del agua 0.582 L.tros 582 g Calor específico (agua) : 1 cal/g*c -DT:Ti = 17.3 ºC , Tf=100 ºC 82.7 Q=M*C*ΔT Q= 48131.4 Q= 48.1314 Kcal Termodinámica Calor de vaporización del agua Datos : Masa del agua 0.582 Litros 582 g Calor específico (agua) : 1 cal/g*c -ΔT:Ti = 17.3 ºC , Tf=100 ºC 82.7 Q1=? Calor de vaporización (CV): 539 Kcal/g Q2=? Q1=M*C*ΔT Q1= 48131.4 Q1= 48.1314 Kcal Q2=cv*m Q2= 313698 Q2= 313.698 Kcal Qf=Q1+Q2 Qf= 361.8294 Kcal para lograr vapor H2O f) El calor suministrado al sistema. La unidad de calor específico que más se usa es cal/(g ºC) sin embargo, debemos de ir acostumbrándonos a usar el Sistema Internacional de Unidades de Medida, y expresar el calor específico en J/(kg·K). El factor de conversión es 4186. Termodinámica Calor suministrado al sistema Datos : K= 273.15 K Masa del recipiente: m = 1500 g 1.5 K g temperatura inicial: Ti 17.3 °C 290.45 K Temperatura final: Tf 100 °C 373.15 K calor específico del hierro C= 450 J/Kg.K Calculando ΔT=Tf−Ti= 82.7 K ΔT=Tf−Ti= 82.7 C ΔT= 82.7 °C Q=m*c*ΔT 55822.5 J La relación entre Julios y calorías es 1 cal = 4.184 J J= 13341.89771 Cal