Un flujo de agua caliente a 80 °C entra a una cámara mezcladora a una razón de 0. 5 kg / s, y se mezcla con un flujo de agua fría a 20 °C. Se desea que la mezcla salga de la cámara a 42 °C. Calcule el flujo másico de agua fría. Suponga que todos los flujos están a la presión de 250 kPa.
En resumen
RESOLUCIÓN.
RESOLUCIÓN.
El
principio que se debe implementar para resolver este problema es la primera ley
de la termodinámica para sistemas con flujo estacionario, además de una
consideración del problema la cual es que no existe pérdida de masa en el
sistema por lo que se tomara en cuenta también la conservación de masa.
Primera
ley de la termodinámica :
Q – W +
fme * he – fms * hs = 0
Dónde :
Q es el
calor transferido entre el sistema y los alrededores.
W es la
interacción de trabajo entre el sistema y los alrededores.
Fme es
el flujo másico a la entrada.
He es
la entalpía en la entrada.
Fms es
el flujo másico en la salida.
Hs es
la entalpía en la salida.
Conservación
de masa :
Fme = Fms
Según
los datos proporcionados por el problema no existen interacciones de calor y
trabajo entre el sistema y los alrededores, por lo tanto ambos son cero.
Q = 0
W = 0
Como en
el sistema existen 2 entradas se deben considerar los aportes de energía de
ambos por lo tanto la primera ley quedaría :
Fme1 * he1 +
Fme2 * he2 = Fms * Hs
Se consiguen las entalpías para las condiciones dadas en el
problema.
He1 = 334, 91 Kj / Kg (T = 80ºC y P = 250 KPa)
He2 = 83, 96 Kj / Kg (T = 20ºC y P = 250 KPa)
Hs = 175, 92 Kj / Kg (T = 42ºC y P = 250 KPa)
Fme1 = 0, 5 Kg / s
Aplicando la conservación de masa se tiene que :
Fme1 + Fme2 = Fms
0, 5 + Fme2 = Fms
Sustituyendo los datos obtenidos y la conservación de la
energía en la primera ley se tiene que :
334, 91 * 0, 5 + 83, 96 * Fme2 = 175, 92 * (0, 5 + Fme2)
79, 495 +
83, 96 * Fme2 = 175, 92 * Fme2
79, 495 =
91, 96 * Fme2
Fme2 = 0, 86
Kg / s
Por lo tanto el flujo másico de agua fría que entra al
sistema es de 0, 86 Kg / s.
En el contenedor había agua helada, el dispositivo con aspas se introducía en este. En la parte de arriba se amarraba un cordel, se hacía que diera varias vueltas. El otro extremo del cordel estaba amarrada una plomada…
Respuesta. Para resolver este problema se aplica el principio de bernoulli, el cual es : P1 + d * V1² / 2 = P2 + d * V2² / 2 Datos : P1 = 50 psi = 344. 738 kPa = 344738 PaP2 = 42 psi = 289580 PaV1 = 50 m / sd = 1000 kg…
El flujo que fluye por la tubería es de 0. 042 m³ / s y el gasto del fluido es de 42 kg / s. 1 - Procedemos a calcular el flujo, este es una relación entre el volumen y el tiempo, entonces : Q = V / t Q = 3. 78 m³ / 90…
Este es el esquema que es necesario para el flujo de energía solar.