Profesor:
Dr. Edurado Pérez González SEGUNDA EVALUACIÓN Nombre:
PUNTOS EXTRA AL PRESENTAR
Diagrama T-S
Las fracciones de vapor y líquido separadas
Fraccion de vapor (x)= 0.165
Fraccion de liquido = 1-0.165= 0.835
Balance de energía en el intercambiador de calor
Q isobutano = m isobutano (h entrada - h salida)
Qagua= 6300.2832 kW
Explicar el error en la imagen de la placa orificio
Por la diferencia de presiones esta provoca que haya perdidas en la tuberia, teiendo menor presion
Explique que tipo de condensador es el del isobutano
Es de tipo inducido porque tiene una eficiencia en la transferencia de calor por el ventilador que se encuentra arriba.
3.6
8.5
0.98
7
DESARROLLO "isobutane"
EDO. 1 EDO. 2 EDO. 3 EDO. 4 "water"
T [°C] 230 P [MPa] 0.5 P [MPa] 0.5 P [MPa] 0.01 PQ
Edo. "Liq. Sat" h [kJ/kg] 990.1897 X1 6.8207 PT
X0 #NAME? h [kJ/kg] #NAME? #NAME? C
P [MPa] #NAME? #NAME? s [kJ/kg K] #NAME? #NAME?
h [kJ/kg] #NAME? #NAME? 0.8229
Fracción Vap.
0.1661 ?? #NAME?
EDO. Amb. gas #NAME?
T [°C] 25 2160.2336
P [MPa] 0.101325 0.9
h [kJ/kg] #NAME? 234 4.6534
201,861 7.3989
EDO. 5 EDO. 7 EDO. 8 EDO. 9
P [MPa] 0.5 P [MPa] 0.5 P [MPa] 3.25 P [MPa] 0.4
X0T [°C] 90 T [°C] 145 T [°C] 80
h [kJ/kg] #NAME? h [kJ/kg] #NAME? h [kJ/kg] #NAME? #NAME?
s [kJ/kg K] #NAME? s [kJ/kg K] #NAME? Edo. V. Sobrecalentado
h [kJ/kg] #NAME?
s [kJ/kg K] #NAME?
EDO. 10 EDO. 11
P [MPa] 0.4 P [MPa] 3.25
X0 0.0052
T [°C] #NAME? 270.2193
h [kJ/kg] #NAME? 90%
#NAME? 0.0047
243.1974
EDO. 1 PLACA ORIFICIO
P [MPa] 2.7971 D [m] 0.2159 0.0366
T [°C] 230 d [m] 0.09144 0.2813
#NAME? ß0.4235 0.98
#NAME? ∆Z [m] 0.1778 0.2757
13,549 ∆P [Pa] 23,632 m [kg/s] 228.0217
9.81 V [m/s] 7.6840 capitulo 10
46661
RESPUESTAS PUNTOS EXTRA AL PRESENTAR 600
a) m [kg/s] 228.0217 5 1Diagrama T-S
68.6294% 5 2Las fracciones de vapor y líquido separadas
15.2714 10 3 Balance de energía en el intercambiador de calor
98 10 4 Explicar el error en la imagen de la placa orificio
15.2714 10 6 Explique que tipo de condensador es el del isobutano
6.3003 10 7 Indicar el % de reducción de la presión por la placa orificio
3.1211% 10 % Reducción 0.84%
7.5653% 10 7 Calcule el D para el S. de isobutano
0.0107% 10 100 m de tubería de acero comercial (Edo. 10)
g) m [kg/s] 0.2757 10 Considere una pérdida de carga de 8 m y 5.25 m/s de velocidad
h) V [m/s] 7.6840 5D [m] 0.07
2.77 5
CALIFICACIÓN
100
PTS. EXTRA 30
kg/s
m3= 37.851597816 Q G IN = 201860.641
m5= 190.15140945
m8= 97.691511981
sideal [kJ/kg K]
Tsat [°C] sf [kJ/kg K]
hf [kJ/kg] sg [kJ/kg K]
hg [kJ/kg] Xideal
hf [kJ/kg]
hg [kJ/kg]
hideal [kJ/kg]
Xreal
hreal [kJ/kg]
QGROUNDIN [kJ/kg]
sreal [kJ/kg K]
Tsat [°C]
WidealBAA[kJ/kg]
hideal [kJ/kg]
ⴄBAA
v [m3/kg]
WrealBAA[kJ/kg]
hreal [kJ/kg]
A [m2]
Gideal [m3/s]
ρH2O [kg/m3]CD
μH20 [kg/m*s] Greal [m3/s]
ρHg [kg/m3]
g [m/s2]
b) ⴄT
c) WT [MW]
d) misobu[kg/s]
e) Wvap.[MW]
e) Wisobu.NETO[MW]
f) ⴄTerm BINARIO
f) ⴄTerm VAP.
f) ⴄTerm PLANTA.
i) P1' [MPa]
En la figura se muestra el esquema de una planta geotérmica de una sola cámara de vaporización
instantánea, con números de estados indicados. El recurso geotérmico está disponible como líquido saturado
a 230 °C. El líquido geotérmico se estrangula a su paso por la placa orificio para conocer su razón de flujo.
Posteriormente en la cámara de vaporización (se flashea) a una presión de 500 kPa, mediante un proceso
esencialmente isoentálpico. Dentro del separador, la fracción de vapor se manda a la turbina y la fracción
líquida a un ciclo binario. El vapor sale de la turbina a 10 kPa con un contenido de humedad de 10 % (esto
indica su valor real a la salida de turbina), y entra al condensador donde se condensa y se conduce a un pozo
de reinyección junto con el líquido que viene del separador. El agua líquida del separador "agua geotérmica",
se usa como fuente de calor en un ciclo binario con isobutano como fluido de trabajo. El agua geotérmica sale
del intercambiador a 90 °C mientras que el isobutano entra a la turbina (2da turbina del ciclo) a 3.25 MPa y
145 °C, y sale a 80 °C y 400 kPa. El isobutano se condensa en un condensador enfriado por aire y luego se
bombea a la presión del intercambiador de calor. Suponga una eficiencia del 90 % para la bomba, determine:
a) el flujo másico del vapor a través de la turbina,
b) la eficiencia isentrópica de la turbina,
c) la producción de potencia por la turbina
d) el flujo másico del isobutano en el ciclo binario
e) la producción neta de potencia tanto por la sección donde se tiene vaporización instantánea de agua
geotérmica como por la sección binaria de la planta
f) la eficiencia térmica del ciclo binario (Considere el calor de entrada ganado en el intercambiador de calor),
ciclo de vapor y la eficiencia térmica de toda la planta (Considere el ca lor de entrada como la energía que se hubiera
utilizado para llevar el fluido de trabajo de condic iones ambientales estándar a las condiciones de produ cción en el
pozo)
1
23
5
4
6
7
8
9
10
11
Ciclo binario
Separador
Turbina
isobutano
Condensador
enfriado por air
Condensador
Turbina
vapor
Pozo geotérmico
productor
Pozo geotérmico
reinyector
Intercambiador
de calor
BAA
Placa orificio
Cámara de
vaporización
flash
1'
La placa orificio de 3.6 in de diámetro se usa para
medir la razón de flujo de mása de agua geotérmica a
través de una tubería horizontal de 8 1/2 in de diámetro
(CD=0.98). Se usa un manómetro de mercurio para
medir la diferencia de presión a través de la placa de
orificio. Si la lectura del manómetor diferencial es de 7
in, determine:
g) flujo volumétrico del agua a través de la tubería
h) la velocidad promedio
i) la pérdida de presión causada por el medidor
