¡Descarga DISEÑO DE UNA TURBINA A VAPOR Y CÁLCULOS FISICO-TERMODINAMICOS y más Exámenes en PDF de Termodinámica solo en Docsity!
“Año del Bicentenario del Perú: 200 años de
Independencia”
TERMODINAMICA
TEMA: Diseño de una turbina a vapor y cálculos físico-
termodinámicos
MODALIDAD: Gente que Trabaja
Equipo de Trabajo N° 02
Integrantes: %de Participación
● SIHUINCHA GIRON, Jennrly 100 %
● VENTURA PALOMINO Ronal 100 %
● VILCA CALLA Eduardo 100 %
● LOAIZA PEREZ Aaron Jose 100 %
Docente:
● Ing. MORALES, SANTIVAÑEZ, Wilfredo Víctor
Sección:
● NRC 16217
Perú
PRODUCTO ACADÉMICO N° 02: TAREA
I. Problema planteado: CONSIDERACIONES DETALLE Tipo de actividad Individual Tema o asunto Diseño de una turbina a vapor y cálculos físico-termodinámicos Enunciado (^) Realizar el diseño de un prototipo de una turbina de vapor casera que consta de un rodete, álabes, carcasa, etc. Al terminar el diseño inyectar vapor de agua con parámetros establecidos por el estudiante aplicando la primera ley de la termodinámica en sistemas abiertos tal que la turbina tenga la capacidad: a) Como mínimo encender un circuito de led’s también diseñado por el estudiante. b) Cargar un celular en caso de que los parámetros sean eficientes. Calcule: a) Boceto y/o dibujo del diseño propio. b) Listado de elementos y accesorios citados en el diseño con su respectivo costo. c) Masa del recipiente y del agua. d) La temperatura ambiente y presión atmosférica según m.s.n.m. e) El calor consumido por del recipiente, calor absorbido por el agua y el calor de vaporización del agua para pasar de la temperatura ambiente a vaporización o ebullición del mismo. f) El calor suministrado al sistema. g) La temperatura del vapor a la salida del recipiente, así como el caudal y velocidad. h) Potencia generada por el sistema al encender luminarias led en un minuto. i) La eficiencia del sistema. Nota Importante: Pueden agruparse hasta 5 alumnos y pueden fabricarlo el prototipo diseñado para optimizar tiempo y el aprendizaje. Instrucciones para presentar el archivo en el aula virtual
● Desarrolla el problema justificando por completo todos los cálculos realizados,
indicando los principios, leyes y condiciones físicos - termodinámicos utilizados.
● Enviar el boceto y/o planos en forma digital.
● Para presentar el trabajo, deberás escanear la hoja de desarrollo.
● Guarda el archivo en formato PDF, ZIP o RAR y envíalo a través del ícono Enviar
Producto Académico N° 02 , que encontrarás en tu aula virtual.
● Revisar la rúbrica de evaluación en la que podrás conocer los aspectos que se evaluarán
en el producto que estás entregando.
a) Boceto y/o dibujo del diseño propio.
ARMADO DE CIRCUITO ELECTRICO
PROTOTIPO FINAL DEL PROYECTO
b) Listado de elementos y accesorios citados en el diseño con su
respectivo costo.
Listado de precios de los elementos y accesorios citados en el diseño It m Cantidad Elementos y Accesorios costo s/. costo sub total s/. 1 1 Manometro S/. 12.00 S/. 12. 2 1 Reduccion Galvanizado1/2" a 1/4" S/. 3.00 S/. 3. 3 1 Tubo aluminio 1/8" S/. 10.00 S/. 10. 4 3 Niples de 1/4" S/. 1.00 S/. 3. 5 1 Cruz Galvanizado S/. 5.00 S/. 5. 6 1 Codo Galvanizado S/. 2.00 S/. 2. 7 1 Tee Galvanizado S/. 2.50 S/. 2. 8 1 Cinta Teflon S/. 1.50 S/. 1. 9 1 Valvula Reguladora de Presion 1/4" S/. 7.00 S/. 7. 10 1 Llave Reguladora de Paso 1/4" S/. 12.00 S/. 12. 11 1 Extintor 1 Kg S/. 7.00 S/. 7. 12 1 Motor paso a paso S/. 50.00 S/. 50. 13 2 CuatriDiodo rectificador KBP206 S/. 5.00 S/. 10. 14 2 condensadores S/. 2.00 S/. 4. 15 1 Transistor L7805CV S/. 3.00 S/. 3. 16 1 cables S/. 1.00 S/. 1. 17 1 Conector USB S/. 2.00 S/. 2. 18 1 baquelita 5x5 S/. 1.00 S/. 1. 19 1 Mica 50x50 S/. 20.00 S/. 20. 20 1 Pegamento Soldimix S/. 15.00 S/. 15. 21 20 Cucharitas S/. 0.10 S/. 2. 22 S/. 0. TOTAL S/. 173. MATERIALES USADO PARA EL SISTEMA DE VAPOR
MATERIALES USADO PARA EL SISTEMA DE TURBINA
c) Masa del recipiente y del agua.
● Masa del recipiente masa del recipiente real=1.500 kg (pesado en balanza) masa del recipiente teórico: densidad del recipiente de acero = 7800kg/m^3 HALLAMOS VOLUMEN: Se usará un recipiente de forma cilíndrica con las siguientes dimensiones: volumen exterior (área metálica): h = 20.5cm = 0.205m D = 8.5 cm …. Entonces r =8.5/2…r = 4.25cm por lo tanto: …. V1=3.1416*(0.0425m)^2 * 0.205m V1 =0.001163275575M^3 volumen interior del cilindro (vacío): h = 19 cm = 0.19m
En tanto consideraremos lo del mes de junio como temperatura ambiente:
t=17.3°c
● presión atmosférica según m.s.n.m.
En tanto la presión atmosférica a nivel de lima seria de 1 atmosfera porque está
más cerca al nivel del mar, pues la presión atmosférica aumenta a menor
altitud.
e) El calor consumido por el recipiente, calor absorbido por el agua y
el calor de vaporización del agua para pasar de la temperatura
ambiente a vaporización o ebullición del mismo.
● Tabla de calores específicos
Calor de vaporización del agua Datos : Masa del agua 0.582 Litros 582 g Calor específico (agua) : 1 cal/gc -ΔT:Ti = 17.3 ºC , Tf=100 ºC (^) 82. Q1=? Calor de vaporización (CV): 539 Kcal/g Q2=? Q1=MCΔT Q1= 48131. Q1= 48.1314 Kcal Q2=cvm Q2= 313698 Q2= 313.698 Kcal Qf=Q1+Q
Qf= 361.8294 Kcal para lograr vapor H2O
f) El calor suministrado al sistema.
La unidad de calor específico que más se usa es cal/(g ºC) sin embargo, debemos de ir acostumbrándonos a usar el Sistema Internacional de Unidades de Medida, y expresar el calor específico en J/(kg·K). El factor de conversión es 4186.
Calor suministrado al sistema Datos : K= 273.15 K Masa del recipiente: m = 1500 g 1.
K
g temperatura inicial: Ti 17.3 °C 290.45 K Temperatura final: Tf 100 °C 373.15 K calor específico del hierro C= 450 J/Kg.K Calculando ΔT=Tf−Ti= 82.7 K ΔT=Tf−Ti= (^) 82.7 C ΔT= 82.7 °C Q=mcΔT 55822.5 J La relación entre Julios y calorías es 1 cal = 4.184 J J= 13341.89771 Cal
h) Potencia generada por el sistema al encender luminarias led en un
minuto.
Potencia Generada Voltaje = 2.72 V Corrient e = 0.0132^ A P = V x I
P=
4 W ( POTTENCIA DE SALIDA)
i) La eficiencia del sistema.
Eficiencia(n) =(Psalida/Pturbina) *100%
Calculo de la potencia de la turbina
Pv : Considerando 15 psi = 103421pa
F=Pvapor*Aagujero del recipiente
F= 103421pa * 0.
F= 0.8188N
Dalabe= 0.12m T= F Dalabe/ T=0.8188N ( 0.12m/2 )= 0.049128 N.m
Pturbina= T * ⱳ ⱳ= 60RPM=2 𝜋𝑟𝑎𝑑/𝑠𝑒𝑔 *Pturbina0.049128 N.m 2 𝜋𝑟𝑎𝑑/𝑠𝑒𝑔 Pturbina= 0.3087W
Eficiencia(n) =(Psalida/Pturbina) *100%
Eficiencia(n) =(0.035904W/0.3087) *
Eficiencia(n) = 11.63%
