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3. Un motor de avión opera en un ciclo Brayton ideal simple con una relación de presiones de 10. Se agrega calor al ciclo a razón de 500 kW; el aire pasa a través del motor a razón de 1 kg/s, y el aire al principio de la compresión está a 70 kPa y 0 °C. Utilizando calores específicos constantes a temperatura ambiente para el aire, determina:

a) La potencia producida por este motor

b) Su eficiencia térmica.

Sagot :

Yeisonobando3idn

Respuesta:

espero te sirva

Explicación:

Entendiendo el problema:

Tenemos un motor de avión que funciona bajo un ciclo Brayton ideal. Conocemos:

* Relación de presiones (rp): 10

* Calor agregado (Q): 500 kW

* Caudal másico (m): 1 kg/s

* Presión inicial (P1): 70 kPa

* Temperatura inicial (T1): 0 °C = 273 K

Datos adicionales que necesitamos:

* Calores específicos del aire a temperatura ambiente:

* Cp (calor específico a presión constante) = 1.005 kJ/kg·K

* Cv (calor específico a volumen constante) = 0.718 kJ/kg·K

* Relación de calores específicos (k) = Cp/Cv = 1.4

Solución:

a) Potencia producida:

* Calor específico a presión constante (Cp): Se utiliza ya que el proceso de adición de calor ocurre a presión constante.

* Enthalpía (h): La variación de entalpía es igual al calor agregado a presión constante: Δh = Q/m.

* Trabajo neto (W): El trabajo neto es igual a la variación de entalpía: W = Δh.

Δh = Q/m = 500 kW / 1 kg/s = 500 kJ/kg

W = Δh = 500 kJ/kg

Por lo tanto, la potencia producida por el motor es de 500 kW.

b) Eficiencia térmica:

* Eficiencia térmica (η): Se define como el trabajo neto dividido por el calor agregado: η = W/Q.

η = W/Q = 500 kW / 500 kW = 1

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