A una turbina adiabática entra vapor de agua a 8 MPa y 500ºC, con un flujo de 3 kg/s, y sale a 20 kPa. Si la potencia producida por la turbina 2.5 MW, determine la temperatura del vapor de salida, dpreciando los cambios de energía cinética.
Respuestas a la pregunta
RESPUESTA:
Para resolver este ejercicio debemos realizar un análisis de energía. Tenemos:
E.entrada = E.salida
m· (h₁ + 1/2·v₁²) = W.sale + m· (h₂ + 1/2·v₂²)
Donde la energía cinética es igual a cero, ademas no se coloca el calor debido a que es adiabática.
Con las tablas de vapor sobre calentada encontramos la entalpía (h) de entrada.
P₁ = 8MPa →
h₁ = 3398.3 KJ/kg
T₁ = 500 ºC →
Utilizamos la ecuación de balance y encontramos la entalpía 2.
3 kg/s· ( 3398.3 KJ/kg) = 2.5x10³ KJ/s + 3 kg/s· (h₂)
h₂ = 2564.96 KJ/Kg
Con la entalpía y la presión de salida buscamos la temperatura de salida.
P₂ = 20 KPa →
T₂ = 60 ºC
h₂ = 2564.96 KJ/Kg →
La temperatura de salida es 60ºC y sale como mezcla, es decir, agua y vapor, según las condiciones dadas. Se puede observar en la tabla de mezcla, esta entre los valores de liquido y vapor.
Tablas usadas están adjuntas. Se usaron para el estado 1 tablas de vapor sobrecalentado y para el estado 2 vapor saturado.
Nota: El vapor no debería salir como mezcla, al parecer la presión de salida posee un error, esta presión debe ser más alta. Se debe verificar ese dato.
