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• juan miguel

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA EAP DE ENERGIA

TERMODINAMICA II ING. ROBERTO CHUCUYA H.

Lista de ejercicios 6: Toberas y Difusores

1. El aire a la salida de una turbina de avión es acelerado por medio de una tobera para proporcionar el empuje necesario. El aire entra a la tobera a 747 °C y 2.73 bar y con una velocidad despreciable. A la salida, el aire está a 397 °C y 0.34 bar. Calcular la velocidad de salida del aire suponiendo despreciables las pérdidas térmicas en la tobera. 2. A una tobera entra aire constantemente a 300 kPa, 200 °C y 30 m/s, y sale a 100 kPa y 180 m/s, El área de entrada de la tobera es 80 cm2. Determine a) el flujo de masa por la tobera, b) la temperatura del aire a la salida y c) el área de salida de la tobera. 3. Entra Aire a una tobera a 300 kPa, 77 °C y 50 m/s y sale a 100 kPa y 320 m/s. Las pérdidas de calor de la tobera se estiman en 3,2kJ/kg de aire que fluye. El área de entrada de la tobera es de 100 cm2. La eficiencia de la tobera es 94%. Determine: a) La temperatura de salida del aire y b) El área de salida de la tobera. 4. Una tobera produce un flujo de aire de 200 m/s a una temperatura de 20°C y 100 kPa. Se estima que la tobera tiene una eficiencia del 92%. Además la velocidad a la entrada de la tobera es 40 m/s. Determine a) la presión y temperatura a la entrada de la tobera. b) relación de diámetros del difusor. 5. Un difusor adiabático a la entrada de un motor de propulsión aumenta la presión del aire que entra al difusor a 13 psia y 30 °F, a 20 psia. La eficiencia del difusor es de 82% y la velocidad de entrada es de 1000 pies/s. Determine la velocidad del aire a la salida del difusor y la relación de diámetros del difusor. 6. Entra a un difusor adiabático aire a 80 kPa y 127 °C a una relación de flujo de 6000 kg/h y sale a 100 kPa. La velocidad de la corriente de aire se reduce de 230 m/s a 30 m/s cuando pasa por el difusor. Sabiendo que la eficiencia del difusor es 96%, determine: a) La temperatura de salida del aire. b) El área de entrada y salida del difusor. c) el flujo volumétrico a entrada y salida. 7. Un difusor bien aislado recibe CO2 a 110 kPa, 300 K y 300 m/s. Se afirma que este difusor entregará el gas a 240 kPa y 52 m/s. Determinar: a) la temperatura de salida, b) el cambio de entropía específica del gas, y c) si el proceso es reversible, irreversible o imposible. 8. El difusor de un motor de reacción debe bajar la energía cinética del aire que entra al compresor del motor, sin interacciones de calor y trabajo. Calcule la velocidad a la salida de un difusor, cuando entra a él aire a 100 kPa y 20°C, con una velocidad de 500 m/s y el estado en la salida es 200 kPa y 90°C.