Proceso de estrangulamiento – Proceso Isenthalpic
Un proceso de estrangulamiento es un proceso termodinámico , en el cual la entalpía del gas o medio permanece constante (h = constante) . De hecho, el proceso de aceleración es uno de los procesos isentálpicos . Durante el proceso de aceleración, no se realiza ningún trabajo en el sistema (dW = 0) y, por lo general, no hay transferencia de calor ( adiabático ) desde o hacia el sistema (dQ = 0). Por otro lado, el proceso de estrangulamiento no puede ser isentrópico, es un proceso fundamentalmente irreversible . Características del proceso de estrangulamiento:
- Sin transferencia de trabajo
- Sin transferencia de calor
- Proceso irreversible
- Proceso Isenthalpic
Un estrangulamiento del flujo causa una reducción significativa en la presión , porque un dispositivo de estrangulamiento causa una pérdida de presión local . Se puede lograr un estrangulamiento simplemente introduciendo una restricción en una línea a través de la cual fluye un gas o líquido. Esta restricción se realiza comúnmente mediante una válvula parcialmente abierta o un tapón poroso. Dichas pérdidas de presión generalmente se denominan pérdidas menores , aunque a menudo representan una parte importante de la pérdida de carga . Las pérdidas menores son más o menos proporcional a la cuadrado de la velocidad de flujo y por lo tanto puede ser fácil integrados en la ecuación de Darcy-Weisbach a través de coeficiente de resistencia K .
Se puede usar una válvula parcialmente abierta o un tapón poroso para reducir la presión en un sistema.
Estrangulamiento de vapor húmedo
El vapor húmedo se caracteriza por la calidad del vapor , que varía de cero a la unidad – intervalo abierto (0,1). El estrangulamiento del vapor húmedo también se asocia con la conservación de la entalpía . La entalpía se conserva porque el sistema no realiza ningún trabajo (dW = 0) y, por lo general, no hay transferencia de calor (adiabático) desde o hacia el sistema (dQ = 0). Pero en este caso, una reducción en la presión provoca un aumento en la calidad del vapor . A medida que la presión cae, parte del líquido en el vapor húmedo se vaporiza y aumenta la calidad del vapor (es decir, la fracción de sequedad). Este proceso tiene lugar porque la temperatura de saturaciónes más bajo a la presión más baja. La temperatura más baja, la presión más baja y el vapor de mayor calidad contienen la misma entalpía que el vapor original.
Ejemplo: estrangulamiento del vapor húmedo
Una etapa de alta presión de la turbina de vapor funciona en estado estable con condiciones de entrada de 6 MPa, t = 275.6 ° C, x = 1 (punto C). El vapor sale de esta etapa de la turbina a una presión de 1,15 MPa, 186 ° C yx = 0,87 (punto D). Determine la calidad del vapor del vapor cuando se estrangula de 1.15 MPa a 1.0 MPa. Suponga que el proceso es adiabático y que el sistema no realiza ningún trabajo.
Ver también: Tablas de vapor
Solución:
La entalpía para el estado D debe calcularse utilizando la calidad del vapor:
h D, húmedo = h D, vapor x + (1 – x) h D, líquido = 2782. 0.87 + (1 – 0.87). 790 = 2420 + 103 = 2523 kJ / kg
Dado que es un proceso isentálpico, conocemos la entalpía para el punto T. De las tablas de vapor tenemos que encontrar la calidad del vapor usando la misma ecuación y resolviendo la ecuación para la calidad del vapor, x:
h T, húmedo = h T, vapor x + (1 – x) h T, líquido
x = ( h T, húmedo – h T, líquido ) / ( h T, vapor – h T, líquido ) = (2523 – 762) / (2777 – 762) = 0.874 = 87.4%
En este caso del proceso de estrangulamiento (1.15MPa a 1MPa) la calidad del vapor aumenta de 87% a 87.4% y la temperatura disminuye de 186 ° C a 179.9 ° C.
El estrangulamiento del vapor húmedo generalmente causa un aumento en la calidad del vapor, un aumento en la entropía y una disminución de la temperatura.
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