En un recipiente se tiene agua a la presión de 30 bar, el 30% del volumen es líquido y el 70% del volumen es vapor. Determine la calidad de vapor.
Respuestas a la pregunta
La calidad de la mezcla es 4,08%
Explicación paso a paso:
Datos:
P = 30 bar (Llevando a Kpa: P=3.000Kpa)
Vt = 30%liquido + 70%Vapor
Para la obtención de los datos de estado es necesario utilizar las tablas de propiedades termodinámicas (Puedes ubicarlas en cualquier libro de TERMODINAMICA) vapor, se evidencia la presencia de una mezcla, por ende con nuestra presión (30 Bar = 3.000 kPA) nos dirigimos a la tabla de agua en la sección de liquido saturado y ubicamos los volumenes específicos:
vf = 0,001217 m^3/kg
vg = 0,066667 m^3/kg
La ecuación de calidad esta dada por la siguiente expresión:
X = (mvapor / mtotal)* 100%
Calculamos las masas en función del volumen total, ya que no poseemos el valor de esta propiedad, con la ecuación de volumen especifico:
vg = Vvapor / mvapor
mvapor = Vvapor / vg
mvapor = 0,7 Vt / (0,066667 m^3/kg) = 10,4999 Vt [kg]
vf = Vliquido / mliquido
mliquido = 0,3 Vt / (0,001217 m^3/kg) = 246,5078 Vt [kg]
Ahora bien si la Masa total es la suma de ambos, nos queda:
mtotal = (10,4999 + 246,5078)Vt [kg] = 257,001Vt [kg]
sustituyendo el valor de las masas en la ecuación de la calidad obtenemos:
X = (10,4999 Vt [kg] / 257,001Vt [kg])* 100%
X = 4,08%