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TurbinaEs un dispositivo en el que el fluido (un gas o un líquido) realiza trabajo sobre un álabe unido a un eje rotatorio. Como resultado, el dispositivo produce un trabajo en eje que puede utilizarse para algún propósito. Por ejemplo, en plantas de potencia de vapor, gas e hidroeléctricas, la turbina mueve un generador eléctrico.
Volumen de control
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Turbinas
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Turbina
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Ejemplo: Una turbina de vapor de agua funciona entre unas condiciones de entrada de 30 bar, 400°C, 160 m/s y una salida correspondiente a vapor saturado a 0.7 bar y una velocidad de 100 m/s. El flujo másico es 1200 kg/min, y la potencia de salida 10800 kW. Determínese la magnitud y el sentido del calor transferido en kJ/min, si la variación de energía potencial es despreciable.Solución:
Datos. Ver figura.Incógnitas. Flujo de calor en kJ/min. Modelo. Régimen estacionario, despreciar la variación de energía potencial.Metodología. Use conocen los estados inicial y final y la potencia. Por tanto, la única incognita en la ecuación de energía es el flujo de calor.
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Análisis
smvCT
barP
/16040030
1
1
1
=°=
=
smvbarP
/1007.0
2
2
==
.satVapor2
•
m
1
•
m
sumQ•
MWW sal 8.10=•
vapordeTurbina
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. . . ContinuaciónLas ecuaciones básicas son
2
2
2
1
2
122 ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++++=
••••
gzvhmgzvhmWQdt
dEvc
••
−= 21 mmdt
dm vc
Si se supone estado estacionario y que se desprecia la variación de la energía potencial
•••
== mmm 21
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −+−++=
•••
2)(0
22
21
21vvhhmWQ
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −+−+−=
•••
2)(
21
22
12vvhhmWQ
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. . . Continuación
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −+−+−=
•••
2)(
21
22
12vvhhmWQ
Para completar la solución numérica se necesitan los datosde entalpías
P
υ
C°400
•1
bar300
bar7.0•2
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CompresorEs un dispositivo en el que sobre el fluido se realiza trabajo procedente de una fuerza externa, lo que supone un aumento importante de la presión del fluido y posiblemente un aumento importante de la temperatura.
Volumen de control
Compresor de aire
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Compresor
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VentiladorEs un dispositivo que aumenta ligeramente la presión del gas; su objetivo principal es mover el fluido de un sitio a otro.
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Intercambiador de calor de coraza y tubos
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Intercambiador de calor de coraza y tubos
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Equipo de enfriamiento de un vehículo
Figura 1. Motor de combustión interna de un vehículo.
Figura 2. Radiador de un motor.
1
2
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Caldera pirotubular
Vista 1 Vista 2
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Caldera pirotubular
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Caldera acuotubular
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Caldera acuotubular
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Caldera acuotubular