Termodinamica aplicada :Termodinamica aplicada 1er seminario web – Mg. Ing. Pedro Loja Herrera


PROBLEMA: MEZCLA DE GASES IDEALES :PROBLEMA: MEZCLA DE GASES IDEALES Tenemos una mezcla de 2 kg de oxigeno (O2) y 5 kg de nitrógeno (N2), los cuales se encuentran a 20 atm absolutas y 350 K, ¿cuál es el peso molecular promedio de la mezcla (g/mol)?, ¿cuál es su volumen específico (m3/kg), si consideramos que la mezcla se comporta como un gas ideal? Mg. Ing. Pedro Loja Herrera Solución: Si el gas se comporta como gas ideal podemos calcular su densidad, aún si el gas no se comporta como gas ideal sino real, podemos introducir el factor de compresibilidad z para corregir las desviaciones. Sabemos que: PV=nRT  v = 1/densidad = RT/MP Donde: v = volumen específico Calculamos la cantidad de moles de cada gas, para calcular el peso molecular promedio de la mezcla.


…continuación :…continuación Mg. Ing. Pedro Loja Herrera De tablas obtenemos los pesos atómicos y calculamos los pesos moleculares del Oxigeno y del Nitrógeno. Calculamos el peso molecular de la mezcla y sus fracciones molares


…continuación :…continuación Mg. Ing. Pedro Loja Herrera Calculamos el peso molecular de la mezcla


…continuación :…continuación Mg. Ing. Pedro Loja Herrera Finalmente calculamos la densidad


PROBLEMA: FLUJO DE GAS IDEAL EN TUBERIAS :PROBLEMA: FLUJO DE GAS IDEAL EN TUBERIAS Se esta bombeando por una tubería 353m3/hr de O2, a una presión equivalente a 51,65 mts c.a. manométrica ¿Cual es el caudal en cfm, la velocidad (m/s) y el flujo másico (kg/s), en una tubería de 1,5” de fierro galvanizado?Nota: considere la las dimensiones de la tubería como la de acero SCH10STDEl gas se comporta como un gas ideal y la temperatura a la que esta el gas es 25ºC Mg. Ing. Pedro Loja Herrera Solución: Convertimos el caudal en a cfm y tambien a m3/s, para determinar la velocidad


…continuación :…continuación Mg. Ing. Pedro Loja Herrera De tablas para un tubo de 1,5” SCH 10 STD tenemos : Diámetro externo (OD - outside diameter) = 1,9” Espesor de pared = 0,109” Solución: Calculamos el área de la tubería para calcular la velocidad


…continuación :…continuación Mg. Ing. Pedro Loja Herrera


…continuación :…continuación Mg. Ing. Pedro Loja Herrera Si el gas se comporta como gas ideal podemos calcular su densidad, aún si el gas no se comporta como gas ideal sino real, podemos introducir el factor de compresibilidad z para corregir las desviaciones. Convertimos las unidades a presión absoluta en atmosferas y la temperatura a grados kelvin Solución: Continuamos calculando la densidad para obtener el flujo masico


…continuación :…continuación Mg. Ing. Pedro Loja Herrera


PROBLEMA: FLUJO DE GAS REAL EN TUBERIAS :PROBLEMA: FLUJO DE GAS REAL EN TUBERIAS Continuando con el problema anterior determine lo mismo solicitado anteriormente es decir ¿Cual es el caudal en cfm, la velocidad (m/s) y el flujo másico (kg/s)? Pero considerando que el gas se comporta como un gas realNota: utilice los mismos datos del problema anterior. Mg. Ing. Pedro Loja Herrera Solución: ¿Si ahora el oxigeno lo evaluamos como un gas real variará el caudal, la velocidad y el flujo másico, sabiendo que el flujo volumétrico es constante y es dato del problema?


…continuación :…continuación Mg. Ing. Pedro Loja Herrera Con la Tr y Pr del gráfico de compresibilidad ubicamos el Z para estas condiciones


…continuación :…continuación Mg. Ing. Pedro Loja Herrera Pr: Presión reducida Tr: Temperatura reducida 0,98


…continuación :…continuación Mg. Ing. Pedro Loja Herrera