Trabajo Colaborativo No 1 y 2 Gru TERMODINAMICA

8/10/2019 Trabajo Colaborativo No 1 y 2 Gru TERMODINAMICA

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TERMODINMICA.TRABAJO COLABORATIVO NMERO 1 y 2.

JORDAN ANDRES CALLE CORTES.JHON SEBASTIAN CALLE CORTES.

JHON JAIRO RODRIGUEZ

TUTORA. ANA ILVA CAPERA.

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIACEAD EJE CAFETERO

INGENIERA INDUSTRIAL29/11/2014


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En las siguientes hojas de clculo, podremos encontrar el trabajo colaborativonmero 1.

-Diagrama de bloques.-tabla de condiciones problema.


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Vapor de altaCaldera acuotubular

Desaireador

Agua desaireada

Agua fresca

Condensado

Condensado

Perdida de

Combustible

de la caldera

Aire

Tanque de condensados

Bomba centrifugaBomba centrifuga

AguaAgua

Turbocompresor Vlvulareductora

Aire

Ollade

cocciBomba de pistn

Vapor demedia

a. Diagrama de bloques del proceso, deben indicarse corrientes de entrada y salida (Ver EjemploProblema 1), se recomienda usar un bloque para cada equipo involucrado. El diagrama debeelaborarse en Excel.


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Equipo Sistemas

Caldera acuotubular Agua

Combusitble-aire

Vlvula reductora ninguno

Turbocompresor Eje

Turbogenerador multietapas Eje

Olla de coccin AguaTanque de condensados Agua

Bombas centrfugas Rodete

Desaireador Agua

Bomba de pistn Impulsor

c. Elaborar una tabla en Excel que contenga los siguientes puntos de acuerdo

-Equipos involucrados.-Sistemas termodinmicos que generan o consumen energa.-Operaciones que ocurren en cada equipo.-Tipo de procesos termodinmicos realizados en cada uno de los equipos.-Definicin de variables termodinmicas para cada uno de los equipos, que p-Tipo de energa asociada al equipo.


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Operaciones

Calentamiento

Combustion

Expansin

Compresin de aire

Expansion para movimiento de un eje

EnfriamientoMezclado de condensados

Bombeo

Remover oxigeno del agua

Bombeo

a la situacin asignada:

ermitan clculos de trabajo y energa.


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Procesos

Cambio de fase de liquido a vapor de alta presin y temperatura

Reaccin qumica

Isoentlpico

Expansion

Expansion

IsobricoIsobrico

Isocrico e isotrmico

Isobrico

Isocrico e isotrmico


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Variables Energa

Presin, temperatura Calor

Mezcla aire- combustible Calor

Presin, temperatura ninguna

Presin, temperatura Trabajo

Presin, temperatura, entropia Trabajo

Temperatura CalorTemperatura, salida en estado liquido Calor

Presin Trabajo

Temperatura, salida en estado liquido Calor

Presin Trabajo


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En las siguientes hojas de clculo, podremos encontrar el trabajo colaborativonmero 2.

-Diagrama de bloques.-Tabla de condiciones trabajo numero 1.-Tabla de condiciones iniciales.-Estados.-Calculos.-Resultados y graficos


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Identific.

TC TANQUE DE CONDENSADOS

BC BOMBA CENTRIFUGA

DA DESAIREADOR

VC VENTILADOR CENTRIFUGO

CL CALDERA

Equipo Alrededores

Tubera que transporta

agua, vapor o aire,

dependiendo del tipo de

DA

TC

agua fres ca

BC-2

perdida

en lamezcla

BC-1

accionamiento del pistondel agua

VC

Direcion de flujograma

VRP


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TG TURBOGENERADOR

IC INTERCAMBIADOR

VRP VLVULA REDUCTORA DE PRESIN

equipo que se utilice.


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vapor de alta presion

TG 440 W

VRP

agua

IC-1refrigenr

licuad

IC-2gas carbonico

licuado

BC-3

energia

BC-4suministro de aire al combustible

CL


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refrigerante comprimido

FOCO 1expacionisotermic

a

FOCO 2.expancionadiabatica

compresionisotemica

compresi

nadiabatica

anteo

proceso carnot


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Equipo Sistemas

Caldera acuotubular Agua y vapor recalentadoCombusitble-aire

Vlvula reductora vapor

Turbocompresor vapor y aireTurbogenerador multietapas vapor Olla de coccin Agua y vapor Tanque de condensados agua y condensadosBombas centrfugas agua(liquidos)Desaireador AguaBomba de pistn Impulsor


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Operaciones

Calentamiento y evaporacionCombustionregulacion

Compresin de airegeneracion de energiaCalentamientoalmacenamiento de condensadosBombeoRemover oxigeno del aguaBombeo


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Procesos

Cambio de fase de liquido a vapor de alta presin y temperaturaReaccin qumicaIsoentlpico

ExpansionExpansionIsobricoIsobricoIsocrico e isotrmicoIsobricoIsocrico e isotrmico


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Variables Energa

Presin, temperatura Calor y trabajoMezcla aire- combustible CalorPresin, temperatura trabajo

Presin, temperatura Trabajo y calor Presin, temperatura, volumen Trabajo y calorTemperatura,presion y volumen CalorTemperatura Calor Presin Trabajovolumen trabajoPresin Trabajo


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EQUIPO SIMBOLO UNIDAD

CALDERA CA01

Vapor generado V kg/hr

kg/s

Presin de vapor saturado Pv PSI

Eficiencia de la caldera ebTemperatura agua fresca Ta C

Temperatura de condensado Tc C

Porcentaje de agua fresca Rac

Prdida de agua desaireada pa

Combustible Cc

Relacin combustible:aire Rca

Eficiencia de la combustin ec

BOMBA

Presin descarga Pd PSI

COMPRESOR REFRIGERACIN

Carga de refrigeracin cuarto frio ToneladaskW

Temperatura del cuarto fro C

Refrigerante

Presin inicial psi

Presin final psi

COP del compresor


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VALORES gr terminado en 9

100000

27.78

160

0.7512

60

15%

2%

fuel oil

1.5

80%

170

1035.17

-14

Amoniaco

5

150

3.2


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ETAPA EQUIPO PROCESO ENERGA T inicial

CEvaporacion agua Caldera Calentamient Calor 52.8

Bombeo Bomba Aumento de Trabajo 52.8

Compresion Compresor re Aumento de Trabajo -27.4

http://www.autoquem.com.ar/pdf/servicios/manual-para-instaladores.pdf

Poder Calorfico F kcal/kg 10300

kJ/kg 43124.0394

COMBUSTIBLE FUEL OIL

CICLO TERMODINMICO


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T final ESTADO

C PSI kPa PSI Kpa220 170 1273.462 160 1204.514

52.8 0 101.3 170 1273.462 Agua fresca

125.8 5 135.827 150 1135.567 Agua de condensado

Vapor de alta

Mezcla fresca y conde

lquido (Salida compre

AMONIACO

ESTADO

vapor saturado

Vapor sobrecalentado

VARIABLES DE PROBLE

AGUA

P inicial P final


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EMPERATUR ENTALPIA

VOLUMEN

ESPECFICO ENTROPIA

C PSI kPa kJ/kg m^3/kg kJ/kg K

12 0 101.3 50.4929 0.00100046 0.180481

60 0 101.3 251.257 0.00101709 0.8312

220 160 1204.514 2864.28 0.178041 6.68867

52.8 0 101.3 221.1424 0.001013 0.73982

52.8 170 1273.462 222.3303 0.001013 0.73982

Ttulo x PRESIN TEMPERATUR

VOLUMEN

ESPECFICO ENTALPAPSI kPa C m^3/kg kJ/kg

1 5 135.8268 -27.4 0.85658459 1408.5297

150 1135.5668 125.8 0.16554332 1725.9424

http://miguelhadzich.com/wp-content/uploads/2012/10/Tablas-Termodin%C3%A1mica-completas-

MA Y DE TABLA

PRESIN
http://miguelhadzich.com/wp-content/uploads/2012/10/Tablas-Termodin%C3%A1mica-completas-Hadzich.pdfhttp://miguelhadzich.com/wp-content/uploads/2012/10/Tablas-Termodin%C3%A1mica-completas-Hadzich.pdf


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ENTROPAkJ/kg K

5.7376

5.7376

adzich.pdf


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CALDERA

VAPOR GENERADO -V

V Inicial H1,cal

kg/s kJ/kgCalor entregado al vapor 27.78 222.3303

V Inicial H1,cal

kg/s kJ/kg

Calor entregado al vapor 27.78 222.3303

MASA -M CALOR -Q

Mcomb Qcalkg/s kW

Masa de combustible 73387.49

Qcal Fcomb

kW kJ/kg

Masa de combustible 73387.49 43124.0394

MASA -M

Maire Mcomb

kg/s kg/s

Flujo de aire requerido 2.836

Mcomb Rca

kg/s

Flujo de aire requerido 2.836 1.5

RESOLUCIN

RESOLUCIN

CANTIDAD DE AIRE

PRESENTACIN

FLUJO DE MASA DE COMBUSTIBLE

PRESENTACIN

ENT

RESOLUCIN

PRESENTACIN

GENERACION DE VAPOR - CONSUMO DE CALOR


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FORMULISMO CALOR -Q

Final H2, cal Qcal

kJ/kg kW2864.28 Q = V*(H2,cal - H1,cal)

Final H2, cal FORMULISMO Qcal

kJ/kg kW

2864.28 Q = V*(H2,cal - H1, cal) 73387.49123

PODER CALORFICO -F

Fcomb eb eckJ/kg

43124.0394 0.75 0.8

eb ec FORMULISMO

0.75 0.8 eb = Qcald / (ec*

RELACIN COMBUSTIBLE FORMULISMO

Rca

1.5 Rca = Maire/Mcomb

FORMULISMO

kg/s kg/hr

Rca = Maire/Mcomb 4.254 15316.0

Maire

EFICIENCIA -e

LPIA -H


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FORMULISMO

eb = Qcald / (ec*Mcomb*Fcomb)

kg/s kg/hr

2.836 10210.661

Mcomb


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PESO -M Perdida de agua desaireada - pa Vapor generado-V

Mb pa V

kg/s % kg/sFlujo msico 2 27.78

pa V FORMULISMO

% kg/hr

Flujo msico bomba 2 27.78 Mb = V*((pa/100)+1)

H1,b Hcond HfrkJ/kg kJ/kg kJ/kg

Entalpa entrada a la bomba 251.257 50.4929

RESOLUCIN

Hcond Hfr Mb

kJ/kg kJ/kg kg/s

Entalpa entrada a la bomba 251.257 50.4929 28.33

ENTALPIA -H

DETERMINACIN ENTALPA ENTRADA A LA BOMBA

PRESENTACIN

RESOLUCIN

PRESENTACIN

MEZCLA DE AGUA CONDENSADA Y AGUA FRESCA

DETERMINACIN DEL FLUJO DE MASA EN LA BOMBA


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FORMULISMO

Mb = V*((pa/100)+1)

Mb

kg/s

28.33

FLUJOS MSICOS -M FORMULISMO

Mb Mcond Mfrkg/s kg/hr kg/hr

28.33 0.85*Mb 0.15*Mb Mcond*Hcond+Mfr*Hfr=Mb*H1,b

Mcond Mfr FORMULISMO H1,b

kg/s kg/hr kJ/kg

24.08 4.25 Mcond*Hcond+M 221.1424


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BOMBA

VOLUMEN -v

Inicial H1,b Final H2,b v

kJ/kg kJ/kg m^3/kgEntalpa salida de la bomba 221.1424 1.01E-03

Inicial H1,b v Inicial P1

kJ/kg m^3/kg kPa

Entalpa salida de la bomba 221.1424 1.01E-03 101.3

PRESENTACIN

TRABAJO -W MASA -M ENTALPA -H

Wb Mb Inicial H1,bkW kg/s kJ/kg

Potencia 0.01 221.1424

RESOLUCIN

Mb Inicial H1,b Final H2,b

kg/s kJ/kg kJ/kg

Potencia 28.33 221.1424 222.3303

AUMENTO DE PRESIN - CONSUMO DE ENERGA DE LA BOMBA

ENTALPA -H

RESOLUCIN

PRESENTACIN

DETERMINACION DE LA ENTALPA A LA SALIDA DE LA BOMBA


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FORMULISMO

Inicial P1 Final P2

kPa kPa101.3 1273.462 H2,b = H1,b + v*(P2-P1)

Final P2 FORMULISMO Final H2,b

kPa kJ/kg

1273.462 H2,b = H1,b + v*(P2-P1) 222.3303

FORMULISMO

Final H2,bkJ/kg

222.3303 Wb = Mb*(H2,b-H1,b)

FORMULISMO Wb

kW

Wb = Mb*(H2,b-H1,b) 33.66

PRESIN -P


31/38


32/38

CALOR DEL ESPACIO REFRIGERADO -Q

Qf

kW 35.17

COP

3.2


33/38

FORMULISMO COEFICIENTE DE OPERACIN

COP

COP = Qf/Wcomp 3.2

FORMULISMO Wcomp

kW

COP = Qf/Wcomp 11.0


34/38

T inicial [K]Caldera 325.95

Bomba 325.95Compresor refrigracin cuarto fro 245.8

RESULTADOSTEMPERA

1204.5144

0

500

1000

1500

1

Caldera P - V

1273.462

0

500

1000

1500

1

Bomba P - V

1135.5668

0

200

400

600

800

1000

1200

1

Compresor P - V


35/38

T final [K] P inicial [kPa] P final [kPa] v inicial [m^3/kg]493.15 1273.462 1204.514 0.001013

325.95 101.3 1273.462 0.001013398.95 135.827 1135.567 0.85658459

TURA PRESIN VOLUMEN ES

0.1780412

0

500

1000

1500

0.001012932

0.1655433172

398

0

200

400

600

800

1000

1200

1

493.15

0

500

1000

1500

1


36/38

CALORv final [m^3/kg] Inicial Hi [kJ/kg] Final Hf [kJ/kg] kW

0.178041 222.3303 2864.28 73387.4912

0.001013 221.142385 222.33030.16554332 1408.5297 1725.9424

ECFICO ENTALPIA

325.95

1273.462

1 2

Bomba P - T

10

20

30

40

.95

1135.5668

2

Compresor P - T

10

2030

40

50

1204.5144

2

Caldera P -T

20

40

60


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TRABAJO ENTROPIA kg/skW kJ/kg K Combustible 2.84

5.948852 Aire 4.25

33.66 011.0 0

PESO DE COMBUSTIBLE Y AIRE REQ

325.95

0.001012930

0

0

0

0

1 2

Bomba T - V

398.95

0.1655433170

0

00

0

0

1 2

Compresor T - V

493.15

0.1780410

0

0

0

1 2

Caldera T - V


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ERIDOS

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