9-35 Un ciclo Otto tiene una relación de compresión de 12, admite aire a 100kPa y 20°C y se repite 1000 veces por minuto. Usando calores específicos constantes a temperatura ambiente, determine (a) la eficiencia térmica de este ciclo y (b) la tasa de suministro de calor si el ciclo ha de producir 200kW de potencia.
(a)
n= 1 - 1γcompk-1 = 1-1120.4 = 0.629= 62.9%
(b)
1000 veces/min = 16.66 veces/s ; Pot=200kW=200KJs 1s16.66 = 12KJ ; Wciclo=12KJ n= WcicloQent ; Qent= Wciclon = 12KJ0.629 = 19.08KJ; Qent= 19.08 KJ

Datos

γcomp= 12 P1= 100kPa T1= 20°C K=1.4 Pot=200kW

9-38 La relación de compresión de un ciclo Otto de aire estándar es 9.5. Antes del proceso de compresión isentrópica, el aire está a 100kPa, …ver más…

El estado del aire al principio de proceso de compresión es 95kPa y 20°C. Si la temperatura máxima en el ciclo no ha de exceder 2200K, determine (a) la eficiencia térmica y (b) la presión media efectiva. Suponga calores específicos constantes para el aire a temperatura ambiente v1= 0.287(293°K)95kPa = 0.88516m3kg ; γcomp= V1V2 ; v2= 0.88516m3kg20 = 0.044258m3kg ; 1-2 Isoentrópico T2T1 = ( V1V2 )k-1 ; T2= 293°k(20)0.4 = 971.13°K

P1V1k=P2V2k ; P2= 95kPa(20)1.4= 6297.46 kPa ; P3=P2= 6297.46kPa

T3=2200°K ; v3= 0.287(2200°K)6297.46kPa = 0.10026m3kg ;

γcomb= V3V2 = 0.10026m3kg0.044258m3kg = 2.26

n= 1 - 1γcompk-1 ( γcombk- 1K(γcomb-1) ); n= 1 - 1200.4 ( 2.261.4- 11.4(2.26-1) ); = 0.6355= 63.5%

Qentm = (Cp)( T3-T2 )= (1.005KJKg-K)(2200-971.13K) = 1235.01KJKg

Wciclo=.6355(1235.01)=784.85KJKg

PME=784.850.88516-0.044258= 933.34kPa

11.12 Un ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor que usa refrigerante 134a como fluido de trabajo mantiene un condensador a 1000kPa y el evaporador a 4°C. Determine el COP de este sistema y la cantidad de potencia necesaria para proporcionar una carga de enfriamiento de 400KW Estado 1 Vapor saturado

T1=4°C ; h1= 252.77 KJKg ; s1=0.92927 KJKg-K

Estado 2 Vapor sobrecalentado

s1=s2 s2=0.92927 KJKg-K ; P2= 1MPa ; h2= 275.334 KJKg

Estado 3 líquido saturado