Acá les dejo el último parcial de termo que envió Álvarez.

Alguien me puede dar una mano para resolverlo?

estoy trabado en el 1° y el 2°

Hola, para el ejercicio 1 sería algo así:

a) Primero, planteás el Primer Principio en la Turbina:

\[\dot{Wt}=\dot{m}cp(T3-T4)\] (1)

donde no conocés T3 ni m.

Primer Principio en la Cámara de Mezcla:

\[\dot{m1}cpT1+\dot{m2}cpT2=\dot{m}cpT3\] (2) ---> se puede simplicficar cp


Por último, se plantea el equilibrio de masas:

\[\dot{m1}+\dot{m2}=\dot{m}\] (3)


Operando convenientemente con (2) y (3), podés poner m2 en función de m1, T1, T2 y T3 y reemplazar esto en (1), para así poder despejar T3.

b) Una vez que tenés la T3, podés despejar directamente m2 del desarrollo que hiciste en el punto a. Te queda algo así:

\[\dot{m2}=\dot{m1}\frac{T3-T1}{T2-T3}\]


c) \[\Delta Su=\Delta Ss+\Delta Sm\]

\[\Delta Sm=0\] -----> No hay intercambio de calor con el medio

\[\Delta Ss=\dot{m1}\left [ cpln\left ( \frac{T4}{T1} \right )-Rln\left ( \frac{p4}{p1} \right ) \right ]+\dot{m2}\left [ cpln\left ( \frac{T4}{T2} \right )-Rln\left ( \frac{p4}{p2} \right ) \right ]\]

Pero no concés p4. Entonces, como la evolución en la turbina es reversible (lo dice el enunciado):

\[T3p3^{\frac{1-k}{k}}=T4p4^{\frac{1-k}{k}}\] --> despejás p4 y podés, entonces, calcular la variación de entropía del universo.


\[\Delta Exu=\Delta Exs+\Delta Exm\]

\[\Delta Exs=\dot{m1}\Delta h_{14}-T0\Delta S_{14}+\dot{m2}\Delta h_{24}-T0\Delta S_{24}\]

\[\Delta Exm=\dot{W_{T}}\]


Y eso sería todo.

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Ejercicio 2)

Poniendo como estado 1 al de líquido saturado al ingreso a la bomba y numerando de ahí en adelante (dibujate el ciclo con recalentamiento para ver la numeración de los estados), me queda que el estado de entrada al recalentador es el 4.

a) Se parte de que del estado a la entrada de la turbina, 3, conocés todos los datos por tabla de vapor sobrecalentado entrando con p3 y t3 (datos). Evolución reversible en la turbina, por lo que s3=s4. Del estado 4 conocés la presión (la de recalentamiento, es dato).

Si \[s''_{p=5 bar}< s_{4}\Rightarrow \] vapor sobrecalentado, con p4 y s4 obtenés t4 (la incógnita) de tabla de vapor sobrecalentado.

Si \[s''_{p=5 bar}> s_{4}\Rightarrow \] vapor húmedo, con p4 obtenés t4 de la tabla de vapor en el estado saturado.


b) El estado 5 se obtiene con p5 y t5 (datos de la salida del recalentador, entrada a la turbina de baja, dados por el enunciado). Como la evolución en dicha turbina también es reversible, se tiene que s5=s6 (estado 6: entrada al condensador).

Si \[s''_{p=0,1 bar}> s_{6}\Rightarrow \] vapor húmedo, se puede hallar el título.

\[X_{6}=\frac{s_{6}-s'}{s''-s'}\] ----> con el título, podés encontrar la entalpía. Además, la temperatura es la de saturación.

Si \[s''_{p=0,1 bar}< s_{6}\Rightarrow \] vapor sobrecalentado, con p6=0,1 bar y s6 se pueden hallar los demás parámetros en la tabla de vapor sobrecalentado.

c) La variación de exergía del ciclo es cero, justamente por ser un ciclo, ya que la exergía es una suma de funciones de estado, por lo que a su vez es una función de estado y los estados inicial y final son iguales. Si te piden la variación de exergía del universo, tenés que tener en cuenta la variación de exergía del medio, que va a ser la diferencia de los calores útiles más el trabajo neto producido por el ciclo (trabajo de la turbina menos el de la bomba).

Mil gracias!!!!