UPC UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS
División de Estudios Profesionales para Ejecutivos
TERMODINÁMICA APLICADA

Seminario Nº3
Primera Ley de la Termodinámica. Aplicación en sistemas abiertos

Balance de masa.
1) Una sala de fumar debe admitir a 15 fumadores. El requisito mínimo de aire fresco para salas de fumar debe ser 30 L/s por personas (ASHRAE, Norma 62, 1989). Determine el flujo mínimo de aire fresco que se debe suministrar a la sala y el diámetro del ducto, para que la velocidad del aire no sea mayor de 8 m/s

Prob. 1 Prob. 3

2) A través de un tubo de sección transversal variable circula aire. A la entrada del tubo la presión es de 6 bares, la temperatura de 27°C, el área es …ver más…

a) Calcule la potencia mecánica requerida y b) el consumo de electricidad mensual(kWh), si la bomba está prendida 18 horas al día.

Compresor
10) Se va a comprimir CO2 desde 0.1 MPa y 320K hasta 0.5 MPa y 430K. El gasto volumétrico en las condiciones de entrada es 30 m3/min. El cambio de energía cinética es despreciable, pero ocurre una pérdida de calor de 4 kJ/Kg. a) Determine la potencia necesaria, en kW. b) Halle la potencia del motor si la eficiencia global es 75%
Dato: CP (dióxido de carbono) = 0.85 kJ/kg.oC Masa molar de CO2 = 44 kg/kmol

Tobera y difusor
11) Entra aire a una tobera adiabática a 160 kPa, 60°C, y una velocidad de 65 m/s. El aire sale de la tobera a 100 kPa con velocidad igual a 130 m/s. Suponiendo un área de entrada a la tobera de 75 cm2, calcule el área de salida.

12) El difusor de un motor de reacción debe bajar la energía cinética del aire que entra al compresor del motor, sin interacciones de calor o trabajo. Calcule la velocidad a la salida de un difusor, cuando entra el aire a 100 kPa Y 20OC, con una velocidad de 500 m/s, saliendo a 200 kPa y 90oC. Dato: CP = 1.005 kJ/kg.K Masa molar = 29 kg/kmol

13) A un difusor ingresa aire a 70 kPa, 55°C, y con 200 m/s de velocidad, a través de una sección circular cuyo diámetro es 10 cm. La salida del difusor tiene un diámetro de 12 cm y el aire sale a 70°C. Si las pérdidas de calor son despreciables, calcular a) la velocidad del aire a la salida del