Facultad de Ingeniería de Petróleo, Gas Natural y Petroquímica
Escuela Profesional de Ingeniería Petroquímica
Formato 02 FIP-P2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
Curso: PQ-315 Termodinámica I - 4° Práctica Calificada
Profesor : C. Luján
Ciclo Académico : 2020-2
Día y hora : 04 febrero del 2021 11:00 - 13:00
1. Considere una turbina que funciona con vapor de agua que incide sobre la misma con
una velocidad de 60 m/s, a una presión de 400 kN/m2 y 673 K. El vapor sale de ella, con
un desnivel de 6 m respecto de la entrada, a presión atmosférica y una temperatura de
398 K, con una velocidad de 300 m/s. Sabiendo que la turbina se ha diseñado para
producir una potencia teórica de 45 kW con un caudal másico de vapor de 500 kg/h y
que las pérdidas totales de calor producidas durante su funcionamiento en régimen
estacionario son de 100000 kJ/h
a. Calcular el rendimiento de la turbina respecto a la potencia teórica (3p)
b. Se producen fugas en la línea de ingreso a la turbina, para compensar
momentáneamente este problema se disminuyen el caudal másico en un 10% y la
presión de ingreso en un 25%, si las condiciones de fuga de calor, energía cinética y
potencial y Weje se mantienen. Calcular cuál debe ser el valor de la temperatura del
vapor alimentado. (4p)
2. Se tiene un difusor por el cual pasa un fluido, el proceso es a densidad y temperatura
constante. Los datos disponibles son:
A la entrada: Pe, Ae(área), flujo volumétrico. A la salida: Ps, As, caudal volumétrico.
Aplicando el balance de masa y energía demuestre que la presión a la salida (Ps) es
mayor que la presión a la entrada (Pe). Explique también que relación se establece entre
las áreas de entrada y salida. (5p)
Nota: en el desarrollo del problema justifique los criterios asumidos.
3. Se comprime dióxido de carbono desde 0.1 MPa y 310 K hasta 0.5 MPa y 43 K. El
flujo volumétrico necesario en las condiciones de entrada es 30 m3/min. La variación de
la energía cinética es despreciable pero se pierde un calor de 4 kJ/kg. Determine la
potencia necesaria en kW y HP. (4p)
4. Por una válvula de estrangulamiento circula vapor de agua en las siguientes
condiciones:
-a. entra a 30 bar y 240 °C y sale a 7 bar
-b. entra como vapor saturado a 8 bar y sale a 3 bar.
Para cada situación determine en grados Celsius la temperatura final aguas abajo de
la válvula, la variación o caída de la temperatura y el estado. (4p)