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1) El desempeño de una planta (de potencia) generalmente se expresa en términos del consumo específico de combustible; esto es, en lb de consumo por hp-h, o bien, kg por kW-h. En 1800, una máquina de vapor de Watt se 'garantizaba' de elevar 35 millones de libras de agua, 1 ft de altura, con el consumo de 1 bushel de carbón ( 1 bushel = 84 lb = 38.1 kg ). Calcule dicho consumo específico (en ambos sistemas de unidad) y la eficiencia térmica de la máquina, considerando el poder calorífico del carbón de 32.4 MJ/kg.
2) ibidem para el caso de un motor de gasolina de un coche con velocidad promedio de 40 mi/h, cuando el 'arrastre' total es 275 lb_f, y el 'rendimiento' es de 20 mpg, con la densidad relativa de la gasolina de 0.73 y poder calorífico (bajo) 43.71 MJ/kg {1 galón (británico) de agua tiene una masa de 10 libras}
3) ibidem para una turbina de gas (generalmente en 'stand-by') que se implementa para horas-pico de consumo la potencia que entrega es de 105 kW por kilogramo de aire que fluye por segundo; con un gasto de aire de 64 kg/s, y el consumo de kerosina es 48 kg/min (poder calorífico de 43.166 MJ/kg)
4) Para proveer de energía eléctrica en sitios aislados, se considera un sistema de acumuladores (i.e. baterías de plomo-ácido), que se cargan periódicamente a través de un generador de corriente directa (DC) impulsado por un motor de gasolina. La carga promedio del acumulador durante la descarga a 100 V es de 40 A, durante 6 h por día.
{2} Un inventor reclama que ha diseñado una [™] que tiene una eficiencia de 38% , cuando 'utiliza' los gases de escape de otro motor, a una temperatura de 145 ºC, como 'fuente' de calor. Evalúe la validez de este reclamo.
{1} Vapor que proviene de un proceso se considera para proveer calor a una máquina térmica [™]. El vapor disponible está a una presión de 140 kPa y calidad de 0.6 ; la transferencia de calor a la [™] provoca que el vapor se condense en líquido saturado a 140 kPa. La temperatura promedio de un río disponible para enfriamiento es de 14 ºC. Evalúe la potencia máxima posible que se puede generar por la [™] cuando el gasto de vapor es de 1,800 kg/h .
( de las Tablas de Vapor saturado, para p= 1.4 bar ¬> T_sat = 109.32 C , h_f = 458.4 h_fg = 2,231.9 [kJ/kg])
EX (diagnóstico) sobre antecedentes del curso previo:
§
Para la carga del acumulador, del generador se obtienen 33 A a 115 V. El periodo de carga es de 8 h por día, y el consumo semanal de gasolina es de 100 L (litros). Determine:
a) la potencia que entrega el acumulador durante la descarga, en kW
b) la potencia entregada al acumulador durante la carga, en kW
c) el consumo específico de combustible del ensamble (i.e. la planta compuesta por el acumulador y el motor de gasolina) en kg/kW-h; así como la eficiencia (con los datos adicionales para la gasolina ¢ƒ: pb-2).
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