Entra agua a los tubos de una caldera, de 130 mm de diá- metro constante, a 7 mpa y 65 °c, y sale a 6 mpa y 450 °c, a una velocidad de 80 m/s. calcule la velocidad del agua en la entrada de un tubo, y el flujo volumétrico a la entrada.
Respuestas a la pregunta
La Velocidad de entrada es V = 2.08m/s y el flujo masico de m = 20.764 kg/s
Explicación paso a paso:
Datos del enunciado:
D1 = 130mm = 0.13 m
Vs =80m/s
Ts = 450°C
Ps = 6Mpa
Pe = 7Mpa
Te = 65°C
Calculamos el área en la entrada:
A = πr²
A = π(D/2)² = π(0.13/2)²
A = 0.0133 m²
Sabemos que el caudal esta dado por la siguiente ecuacion:
Q = VA
Caudal a la salida:
Q = 80 m /s x 0.0133 m²
Q = 1.064 m³/s
De las tablas de propiedades termodinámicas del agua, en vapor saturado:
P = 6Mpa
T = 450°C
v = 0.0512413 Kg/m³
El flujo masico esta dado por:
m = Q/v
m = 1.064 m³/s / 0.0512413 Kg/m³
m = 20.764 kg/s
De las tablas de vapor saturado
P = 7Mpa
v = 0.001355 kg / m³
Calculamos caudal
Q = 20.764 kg/s * 0.001355 kg / m³
Q = 0.02773m³/s
El dato de 65 °C solo nos dice que se trata de agua liquida dado que a 7 MPa de presion hierve a unos 286 °C
Calculamos la velocidad de la entrada:
V = Q/A
V = 0.02773m³/s / 0.0133 m²
V = 2.08m/s