PROBLEMAS (CAPĂ?TULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ

**
** En un pozo de la Faja PetrolĂfera del Orinoco se estĂĄ inyectando vapor de 90% de calidad a razĂłn de 10.000 lb/h. El pozo estĂĄ situado a 400 m de la planta y la lĂnea tiene un diĂĄmetro interno de 2,50 pulgadas y diĂĄmetro externo de 2,75 pulgadas. La temperatura ambiente en el sitio del pozo es de 80°F y generalmente no hay viento. Si la presiĂłn del vapor a la salida de la planta es de 700 Ipca, calcular las pĂŠrdidas de calor y la calidad del vapor en el cabezal del pozo.
[đ?‘“đ?‘Ą] [đ?‘?đ?‘˘đ?‘™đ?‘”] [đ?‘?đ?‘˘đ?‘™đ?‘”] đ?‘?đ?‘™
[đ?‘‘Ăđ?‘Ž] [đ?‘?đ?‘ đ?‘–] [°đ??š]
30 [
đ?‘šđ?‘–đ?‘™đ?‘™đ?‘Žđ?‘ â„Ž
]
đ?‘‡đ?‘ = 115,1(700)0,225 = 502.59°đ??š đ?‘‡đ?‘ đ?‘˘đ?‘&#x;đ?‘“ = đ?‘‡đ?‘ = 502.59°đ??š + 460°đ?‘… = 962.59°đ?‘…
PROBLEMAS-PARES (CAPĂ?TULO 4)
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NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
𝑇𝑎𝑣𝑔 =
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502.59 + 60 = 271.3°𝐹 2
𝐾ℎ𝑎 = 0,01328 + 2,471 ∗ 10−5 ∗ 𝑇 − 4,247 ∗ 10−9 ∗ 𝐾ℎ𝑎 = 0,01328 + 2,471 ∗ 10−5 ∗ 271.3 − 4,247 ∗ 10−9 ∗ 271.32 =
0.019671228𝐵𝑇𝑈 ℎ𝑟 − 𝑝𝑖𝑒 − 𝐹
𝜌𝑎 = 8,55865 ∗ 10−2 − 1,5531 ∗ 10−4 𝑇 + 1,65602 ∗ 10−7 𝑇 2 − 6,92225 ∗ 10−11 𝑇 3
𝜌𝑎 = 0.054257533
𝑙𝑏 𝑝𝑖𝑒 3
𝜇𝑎 = 0,04 + 6,155 ∗ 10−5 𝑇 + 1,027 ∗ 10−8 𝑇 2 𝜇𝑎 = 0.057454425
𝑙𝑏 𝑝𝑖𝑒 − ℎ
𝐶𝑝𝑎 = 0,2382 + 1,39 ∗ 10−5 𝑇 + 1,027 ∗ 10−8 𝑇 2 𝐶𝑝𝑎 = 024272698
𝐵𝑇𝑈 𝑙𝑏 − 𝐹
𝛽𝑎 = 2,15844 ∗ 10−3 − 3,89367 ∗ 10−6 𝑇 + 4,12773 ∗ 10−9 𝑇 2 − 1,71867 ∗ 10−12 𝑇 3 𝛽𝑎 = 0.001371584 𝐹 −1
ℎ𝑟 = 𝜎𝜀(𝑇1.2 + 𝑇2.2 )(𝑇1. + 𝑇2. ) ℎ𝑟 = (0,1714 ∗ 10−8 ) ∗ 1 ∗ [(962.59)2 + (520)2 ] ∗ (962.59 + 520) ℎ𝑟 = 3.0417
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
𝐵𝑇𝑈 ℎ − 𝑝𝑖𝑒 2 − 𝐹
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PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
h d log c e k ha
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- 0.0757 0.3082 (log R e ) 0.0379 (log R e ) 2
d Re 5.280 e a a a
𝑅𝑒 = 5.280
0.2291 × 30 × 0.054257533 = 34.27 0.057454425
ℎ𝑐 = 0.0279998 [
𝑈𝑡𝑜 = [
𝑈𝑡𝑜
𝐵𝑇𝑈 ] ℎ − 𝑝𝑖𝑒 2 − 𝐹
−1 1 ] ℎ𝑐 + ℎ𝑟
−1 1 =[ ] 0.02079998 + 3.0417
𝑈𝑡𝑜 = 3.06249998 [
𝐵𝑇𝑈 ] ℎ − 𝑝𝑖𝑒 2 − 𝐹
𝑄̇ = 2𝜋rto Uto (Ts − Ta )∆L 2.75 𝑄̇ = 2𝜋 ( ) (3.06249998)(502.59 − 60) ∗ 1312.33 24
𝑩𝑻𝑼 𝑸̇ = 𝟏𝟐𝟖𝟎𝟔𝟐𝟓. 𝟐𝟖 [ ] 𝒉
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
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X st wh X st gen
𝑄̇ = 1280625.28
𝑤 = 350
qL wLv
𝐵𝑇𝑈 𝑄̇ 1280625.28 𝐵𝑇𝑈 ⇒𝑞= = = 975.84 ℎ 𝐿 1312.33 𝑓𝑡 ℎ
𝑏𝑙 𝑙𝑏 𝑙𝑏 𝑙𝑏 × 350 = 122500 = 5104.15 𝑑𝑖𝑎 𝑏𝑙 𝑑𝑖𝑎 ℎ
501.4 − 503 501.4 − 502.59 = 712.21 − 710.014 712.21 − 𝐿𝑣 𝐿𝑣 = 710.564 𝑋𝑠𝑡,𝑤ℎ = 0.9 −
𝐵𝑇𝑈 𝑙𝑏𝑚
975.84 × 1312.33 = 𝟎𝟓𝟒𝟔 710.564 × 5104.15
𝑋𝑠𝑡,𝑤ℎ = 𝟓𝟒%
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
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Lv @ 600F = 549.67 BTU/lbm 𝑋𝑠𝑡 = 0.75 −
2132261.67 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ = 0.556 𝑙𝑏 20000 ℎ × 549.67 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏
⟦𝑿𝒔𝒕 = 𝟓𝟓%⟧
𝑓(𝑡) = 𝑙𝑛
2 × √0.0286 × 480 − 0.29 = 2.41 0.5
𝜀 = 0.87 PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
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𝑇𝑐𝑖 = 340 𝐹 = 800.0 °𝑅 𝑇𝑎𝑣𝑔 =
600 + 340 = 470°𝐹 2
𝑇𝑎𝑣𝑔 Khan = μan = cpan = ρan = βan =
0,023701738 0,06623352 0,247001643 0,041985394 0,001061793
BTU/h-pie-ºF lb/pie-h BTU/lb-ºF lb/pie3 ºF-1
ℎ𝑟
ℎ𝑟 = 4.86 [
𝐺𝑟
𝐵𝑇𝑈 ] ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑃𝑟
𝐺𝑟 = 423318.8
𝑃𝑟 = 0.6902
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
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ℎ𝑐
ℎ𝑐 = 0.576 [
𝐵𝑇𝑈 ] ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑈𝑡𝑜
𝑈𝑡𝑜 = 2.884 [
𝐵𝑇𝑈 ] ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑇ℎ
𝑇ℎ = 341.53 °𝐹 𝑇𝑐𝑜
𝑇𝑐𝑜 = 462.81 °𝐹
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
𝑇ℎ = 340 °𝐹
423318,8021 223363,2128 200742,6137 198308,8832 198049,1267 198021,4275
340 462,811585 476,705029 478,199812 478,359353 478,376366
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𝑇𝑐𝑜
341,5332434 351,025112 352,0463339 352,1553308 352,1669537 352,168193
462,8115854 476,7050287 478,1998121 478,3593531 478,3763658 478,3781798
4,85767977 5,799682824 5,916711421 5,929433831 5,930793231 5,930938209
0,575507399 0,465148359 0,448899987 0,447080324 0,44688523 0,446864416
2,883815094 3,102409995 3,126925597 3,129554125 3,129834555 3,129864457
𝑄 = 2132261.67 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑄 = 2132261.67 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
⟦𝑸 = 𝟐𝟏𝟑𝟐𝟐𝟔𝟏. 𝟔𝟕 [𝑩𝑻𝑼⁄𝒉]⟧
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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PROBLEMAS (CAPĂ?TULO 4)
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 **
**Un pozo en TĂa Juana, completado con un hoyo de 12 pulgadas de diĂĄmetro hasta una profundidad de 3.000 pies, tiene un revestidor de producciĂłn de 8,52 pulgadas de diĂĄmetro interno y 9,60 pulgadas de diĂĄmetro externo. La temperatura promedio en la superficie es de 80 F y el gradiente geotĂŠrmico de la zona es de 0,0120 F/pie. El pozo se somete a inyecciĂłn de vapor a travĂŠs de una tuberĂa de 3,25 pulgadas de diĂĄmetro interno y 3,50 de diĂĄmetro externo y recibe 20.000 lb/h de un vapor de 75 % de calidad en el cabezal y 600 F de temperatura. Calcular las pĂŠrdidas de calor y la calidad del vapor en el fondo del pozo, al cabo de 20 dĂas de iniciada la inyecciĂłn.
�(�) = ��
2 Ă— √0.0286 Ă— 1200 − 0.29 = 3.0873 0.4
PROBLEMAS-PARES (CAPĂ?TULO 4)
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PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
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𝜀 = 0.855
𝑇𝑐𝑜 𝑇𝑖𝑛𝑠 = 340 °𝐹
𝑇𝑐𝑜 = 239.7 °𝐹
𝑇𝑎𝑣𝑔
𝑇𝑎𝑣𝑔 = Khan = μan = cpan = ρan = βan =
340 + 239.7 = 289.85 °𝐹 2
0.019928871 0.056815309 0.243091729 0.052796972 0.001334791
BTU/h-pie-ºF lb/pie-h BTU/lb-ºF lb/pie3 ºF-1
ℎ𝑟 ′
ℎ𝑟 ′ = 2.46
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
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PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
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𝐺𝑟
𝑃𝑟
𝐺𝑟 = 225814.24
𝑃𝑟 = 0.693
ℎ𝑐 ′
ℎ𝑐 ′ = 0.4261
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑈𝑡𝑜
𝑈𝑡𝑜 = 0.9975
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
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PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
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𝑇𝑖𝑛𝑠
𝑇𝑖𝑛𝑠 = 262.37 °𝐹 𝑇𝑖𝑛𝑠 𝑠 = 340°𝐹
𝑇𝑖𝑛𝑠 𝑇𝑖𝑛𝑠
280090.8796 232105.4087 236446.0241 236040.195 236078.0154 236074.4897
340 326.052203 327.313877 327.195916 327.206909 327.205884
216.001093 223.296922 222.636964 222.698668 222.692917 222.693453
326.052203 327.313877 327.195916 327.206909 327.205884 327.20598
2.370999237 2.33405341 2.337341753 2.337033856 2.337062546 2.337059871
0.457883665 0.430108263 0.432770207 0.432522715 0.432545791 0.43254364
𝑇𝑖𝑛𝑠
0.992120498 0.985824164 0.986411911 0.986357129 0.986362236 0.98636176
𝑄 = 997948.03 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑄 = 975050.71 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
⟦𝑸 = 𝟗𝟕𝟓𝟎𝟔𝟎. 𝟖 𝑩𝑻𝑼⁄𝒉⟧
Donde: Lv @ 600F = 549.67 BTU/lbm 997948.03 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ 𝑋𝑠𝑡 = 0.75 − = 0.6604 𝑙𝑏 20000 ℎ × 549.67 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏
⟦𝑿𝒔𝒕 = 𝟔𝟔%⟧
𝑓(𝑡) = 𝑙𝑛
2 × √0.0286 × 2400 − 0.29 = 3.4338 0.4
𝜀 = 0.855
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
𝑇𝑐𝑜
𝑇𝑖𝑛𝑠 = 340 °𝐹
𝑇𝑐𝑜 = 257.626 °𝐹
𝑇𝑎𝑣𝑔
𝑇𝑎𝑣𝑔 = Khan = μan = cpan = ρan = βan =
340 + 239.7 = 298.813 °𝐹 2
0.020123099 0.057302612 0.243270501 0.052117415 0.001317667
BTU/h-pie-ºF lb/pie-h BTU/lb-ºF lb/pie3 ºF-1
ℎ𝑟 ′
ℎ𝑟 ′ = 2.566
𝐺𝑟
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑃𝑟
𝐺𝑟 = 175951.6 PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
𝑃𝑟 = 0.6927 ℎ𝑐 ′
ℎ𝑐 ′ = 0.3823
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑈𝑡𝑜
𝑈𝑡𝑜 = 1.0032
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑇𝑖𝑛𝑠
𝑇𝑖𝑛𝑠 = 345.47 °𝐹 PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
𝑇𝑖𝑛𝑠 𝑠 = 340°𝐹
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𝑇𝑖𝑛𝑠 𝑇𝑖𝑛𝑠
264862.7809 219743.9 223817.8857 223437.8293 223473.1711 223469.8836
340 326.131413 327.38367 327.266849 327.277712 327.276702
216.001093 223.255489 222.600457 222.661564 222.655882 222.65641
326.131413 327.38367 327.266849 327.277712 327.276702 327.276796
2.370999237 2.334259545 2.337523967 2.337218991 2.337247347 2.337244709
0.453749214 0.426391185 0.429007494 0.428764773 0.428787355 0.428785255
𝑇𝑖𝑛𝑠
0.991724554 0.985476508 0.986058462 0.986004337 0.986009372 0.986008904
𝑄 = 944227 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑄 = 956569.19 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
⟦𝑸 = 𝟗𝟓𝟒𝟓𝟑𝟐. 𝟕𝟓 𝑩𝑻𝑼⁄𝒉⟧
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
Lv @ 600F = 549.67 BTU/lbm 956569.19 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ 𝑋𝑠𝑡 = 0.75 − = 0.6629 𝑙𝑏 20000 ℎ × 549.67 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏
⟦𝑿𝒔𝒕 = 𝟔𝟔. 𝟐𝟗%⟧
𝑓(𝑡) = 𝑙𝑛
2 × √0.0286 × 12000 − 0.29 = 4.2385 0.4
𝜀 = 0.855
𝑇𝑐𝑜
𝑇𝑖𝑛𝑠 = 340 °𝐹
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
𝑇𝑐𝑜 = 299.25 °𝐹
𝑇𝑎𝑣𝑔
𝑇𝑎𝑣𝑔 = Khan = μan = cpan = ρan = βan =
340 + 299.25 = 319.626 °𝐹 2 0.020571484 0.058426619 0.243691993 0.050603076 0.001279494
BTU/h-pie-ºF lb/pie-h BTU/lb-ºF lb/pie3 ºF-1
ℎ𝑟 ′
ℎ𝑟 ′ = 2.371
𝐺𝑟
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑃𝑟
𝐺𝑟 = 76640.038
𝑃𝑟 = 0.6921 PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ ℎ𝑐 ′
ℎ𝑐 ′ = 0.2969
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑈𝑡𝑜
𝑈𝑡𝑜 = 1.0142
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑇𝑖𝑛𝑠
𝑇𝑖𝑛𝑠 = 362.38 °𝐹 𝑇𝑖𝑛𝑠 𝑠 = 340 °𝐹
𝑇𝑖𝑛𝑠 𝑇𝑖𝑛𝑠
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
𝑇𝑖𝑛𝑠
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PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
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Gr
Tci ºF
Tco ºF
Tins ºF
233221.6515 194004.5856 197531.2731 197203.9197 197234.2115 197231.4077
340 326.310076 327.541174 327.426902 327.437476 327.436497
216.001093 223.162034 222.518069 222.577843 222.572312 222.572824
326.310076 327.541174 327.426902 327.437476 327.436497 327.436588
hr BTU/h-pie2ºF 2.370999237 2.334724647 2.337935296 2.337636852 2.337664465 2.337661909
hc BTU/h-pie2ºF 0.444459279 0.418028931 0.420544239 0.420312031 0.420333529 0.420331539
Uto BTU/h-pie2ºF 0.990831803 0.984692186 0.985261194 0.985208533 0.985213408 0.985212956
𝑄 = 838479.617 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑄 = 895967.9 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
⟦𝑸 = 𝟖𝟗𝟏𝟏𝟎𝟑. 𝟐𝟗𝟔𝟒 𝑩𝑻𝑼⁄𝒉⟧
𝑿𝒔𝒕 = 𝑿𝒔𝒕 𝒘𝒉 −
𝒒𝑳 𝒘𝑳𝒗
Lv @ 600F = 549.67 BTU/lbm PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
895967.9 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ 𝑋𝑠𝑡 = 0.75 − = 0.6684 𝑙𝑏 20000 ℎ × 549.67 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏
⟦𝑿𝒔𝒕 = 𝟔𝟔. 𝟖𝟒%⟧
𝑓(𝑡) = 𝑙𝑛
2 × √0.0286 × 24000 − 0.29 = 4.5851 0.4
𝜀 = 0.855
𝑇𝑐𝑜
𝑇𝑖𝑛𝑠 = 340 °𝐹
𝑇𝑐𝑜 = 317.179 °𝐹
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
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PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
𝑇𝑎𝑣𝑔 𝑇𝑎𝑣𝑔 = Khan = μan = cpan = ρan = βan =
340 + 317.179 = 328.6 °𝐹 2
0.02076368 0.058907999 0.243876474 0.049976878 0.001263703
BTU/h-pie-ºF lb/pie-h BTU/lb-ºF lb/pie3 ºF-1
ℎ𝑟 ′
ℎ𝑟 ′ = 2.8731
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝐺𝑟
𝑃𝑟
𝐺𝑟 = 40676.1
𝑃𝑟 = 0.6919 ℎ𝑐 ′
ℎ𝑐 ′ = 0.2431 PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
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NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
𝑈𝑡𝑜
𝑈𝑡𝑜 = 1.0177
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑇𝑖𝑛𝑠
𝑇𝑖𝑛𝑠 = 369.16 °𝐹 𝑇𝑖𝑛𝑠 𝑠 = 340°𝐹
𝑇𝑖𝑛𝑠 𝑇𝑖𝑛𝑠
Gr
Tci ºF
Tco ºF
Tins ºF
221020.728 184057.7705 187376.0748 187068.71 187097.0938 187094.4719
340 326.384659 327.606959 327.493741 327.504196 327.503231
216.001093 223.123021 222.483658 222.542881 222.537412 222.537917
326.384659 327.606959 327.493741 327.504196 327.503231 327.50332
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
hr BTU/h-pie2ºF 2.370999237 2.334918869 2.338107146 2.337811405 2.337838712 2.33783619
hc BTU/h-pie2ºF 0.440595644 0.414546967 0.417020895 0.416792976 0.416814034 0.416812089
𝑇𝑖𝑛𝑠
Uto BTU/h-pie2ºF 0.990459251 0.984364699 0.984928352 0.984876294 0.984881102 0.984880658
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
𝑄 = 791217.7892 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑄 = 871694.71 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑄 = 865657.1501 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑿𝒔𝒕 = 𝑿𝒔𝒕 𝒘𝒉 −
𝒒𝑳 𝒘𝑳𝒗
Donde: 871694.71 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ 𝑋𝑠𝑡 = 0.75 − = 0.6707 = 67.07% 𝑙𝑏 20000 ℎ × 549.67 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏 Lv @ 600F = 549.67 BTU/lbm
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
𝑓(𝑡) = 𝑙𝑛
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
2 × √0.0286 × 480 − 0.29 = 2.63 0.4
𝜀 = 0.855
𝑇𝑐𝑜 Suponiendo que 𝑇𝑖𝑛𝑠 = 340 °𝐹
𝑇𝑐𝑜 = 59.076 °𝐹
𝑇𝑎𝑣𝑔
𝑇𝑎𝑣𝑔 =
Khan = μan = cpan = ρan = βan =
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
340 + 59.076 = 199.53 𝐹 2
0.017933748 0.051795843 0.241382491 0.060639768 0.001532197
BTU/h-pie-ºF lb/pie-h BTU/lb-ºF lb/pie3 ºF-1
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ ℎ𝑟 ′
ℎ𝑟 ′ = 1.7566
𝐺𝑟
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑃𝑟
𝐺𝑟 = 1156132.609
𝑃𝑟 = 0.6971 ℎ𝑐 ′
ℎ𝑐 ′ = 0.6357
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑈𝑡𝑜
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
𝑈𝑡𝑜 = 0.945
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑇𝑖𝑛𝑠
𝑇𝑖𝑛𝑠 = 188.13 °𝐹 𝑇𝑖𝑛𝑠 𝑠 = 340°𝐹
𝑇𝑖𝑛𝑠 𝑇𝑖𝑛𝑠
Gr
Tci ºF
Tco ºF
Tins ºF
510314.7556 417382.2259 425954.5207 425133.2972 425211.6715 425204.189
340 325.173984 326.541568 326.410554 326.423057 326.421863
216.001093 223.756302 223.040945 223.109476 223.102935 223.10356
325.173984 326.541568 326.410554 326.423057 326.421863 326.421977
hr BTU/h-pie2ºF 2.370999237 2.331770755 2.335327595 2.334986309 2.335018875 2.335015766
hc BTU/h-pie2ºF 0.504382228 0.471723471 0.474927848 0.474622743 0.474651878 0.474649096
𝑇𝑖𝑛𝑠
Uto BTU/h-pie2ºF 0.996516252 0.989675726 0.990329922 0.990267478 0.99027344 0.99027287
𝑄 = 625906.9396 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
.
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
𝑄 = −150006.7361 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑄 = 419527.7992 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑿𝒔𝒕 = 𝑿𝒔𝒕 𝒘𝒉 −
𝒒𝑳 𝒘𝑳𝒗
Donde: 625906.9396 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ 𝑋𝑠𝑡 = 0.75 − = 0.71.56 = 72% 𝑙𝑏 20000 ℎ × 910.1 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏 Lv @ 300F = 910.1 BTU/lbm
𝜀 = 0.855
𝑇𝑐𝑜 Suponiendo que 𝑇𝑖𝑛𝑠 = 340 °𝐹
𝑇𝑐𝑜 = 163.69 °𝐹 PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPร TULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
๐ ๐ ๐ ฃ๐ ๐ ๐ ๐ ฃ๐ = Khan = ฮผan = cpan = ฯ an = ฮฒan =
340 + 163.69 = 251.84๐ น 2
0.019097748 0.054727325 0.242352051 0.05587009 0.001412188
BTU/h-pie-ยบF lb/pie-h BTU/lb-ยบF lb/pie3 ยบF-1
โ ๐ โ ฒ
โ ๐ โ ฒ = 2.1452
๐ บ๐
๐ ต๐ ๐ โ ๐ ๐ ก 2 ๐ น
๐ ๐
๐ บ๐ = 508504.52
๐ ๐ = 0.6944 โ ๐ โ ฒ
โ ๐ โ ฒ = 0.5155
PROBLEMAS-PARES (CAPร TULO 4)
๐ ต๐ ๐ โ ๐ ๐ ก 2 ๐ น
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
𝑈𝑡𝑜
𝑈𝑡𝑜 = 0.9753
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑇𝑖𝑛𝑠
𝑇𝑖𝑛𝑠 = 281.46 °𝐹 𝑇𝑖𝑛𝑠 𝑠 = 340°𝐹
𝑇𝑖𝑛𝑠 𝑇𝑖𝑛𝑠
Gr
288859.8277
Tci
Tco
Tins
ºF
ºF
ºF
290
hr
𝑇𝑖𝑛𝑠
hc
Uto
BTU/h-pie2- BTU/h-pie2- BTU/h-pie2ºF ºF ºF 189.847037 285.055514 2.018720358 0.443704298 0.953417068
267139.4401 285.055514 192.433404 285.502224
2.00708469
0.432303323 0.950713338
269101.7738 285.502224 192.199738 285.461236 2.008129538 0.433358212
0.95096125
268921.7183 285.461236 192.221178 285.464992 2.008033614 0.433261634 0.950938534 268938.2156 285.464992 192.219214 285.464647 2.008042403 0.433270484 0.950940615 268936.7038 285.464647 192.219394 285.464679 2.008041597 0.433269673 0.950940424 PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
𝑄 = 901644.35 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑄 = 600026.94 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑄 = 819552.81 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑿𝒔𝒕 = 𝑿𝒔𝒕 𝒘𝒉 −
𝒒𝑳 𝒘𝑳𝒗
Donde: 𝑋𝑠𝑡 = 0.75 −
901644.35 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ = 0.6868 = 69% 𝑙𝑏 20000 ℎ × 713.9 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏
Lv @ 500F = 713.9 BTU/lbm
𝜀 = 0.855
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
𝑇𝑐𝑜
Suponiendo que 𝑇𝑖𝑛𝑠 = 340 °𝐹
𝑇𝑐𝑜 = 268.3 °𝐹
𝑇𝑎𝑣𝑔
𝑇𝑎𝑣𝑔 = Khan = μan = cpan = ρan = βan =
340 + 268.3 = 304.15 °𝐹 2
0.020238508 0.057592047 0.24337781 0.051720419 0.001307662
BTU/h-pie-ºF lb/pie-h BTU/lb-ºF lb/pie3 ºF-1
ℎ𝑟 ′
ℎ𝑟 ′ = 2.6194
𝐺𝑟
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑃𝑟
𝐺𝑟 = 148166.02 PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
𝑃𝑟 = 0.6925
ℎ𝑐 ′
ℎ𝑐 ′ = 0.3632
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑈𝑡𝑜
𝑈𝑡𝑜 = 1.006
𝐵𝑇𝑈 ℎ 𝑓𝑡 2 𝐹
𝑇𝑖𝑛𝑠
𝑇𝑖𝑛𝑠 = 370 °𝐹 PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
𝑇𝑖𝑛𝑠 𝑠 = 340°𝐹
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ 𝑇𝑖𝑛𝑠 𝑇𝑖𝑛𝑠
Gr
Tci ºF
Tco ºF
Tins ºF
305549.1436 226683.7445 233766.1222 233099.0672 233161.5875 233155.7251
390 364.945335 367.195328 366.983412 367.003274 367.001412
242.155149 255.260772 254.083843 254.194692 254.184302 254.185277
364.945335 367.195328 366.983412 367.003274 367.001412 367.001586
hr BTU/h-pie2ºF 2.762771233 2.688750436 2.695216807 2.694606257 2.694663468 2.694658103
hc BTU/h-pie2ºF 0.478545476 0.433257614 0.437719084 0.437302758 0.437341812 0.437338151
𝑇𝑖𝑛𝑠
Uto BTU/h-pie2ºF 1.027793839 1.018197402 1.019099083 1.019014553 1.019022479 1.019021736
𝑄 = 1194115.84 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑄 = 1350060.62 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑄 = 1237531.85 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑿𝒔𝒕 = 𝑿𝒔𝒕 𝒘𝒉 −
𝒒𝑳 𝒘𝑳𝒗
Donde: PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
1350060.62 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ 𝑋𝑠𝑡 = 0.75 − = 0.3577 = 36% 𝑙𝑏 20000 ℎ × 172.1 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏 Lv @ 600F = 172.1 BTU/lbm
Con la tasa de inyección únicamente cambia xst al final debido a que solo se lo utiliza en la ecuación para xst. Entonces:
𝑿𝒔𝒕 = 𝑿𝒔𝒕 𝒘𝒉 −
𝑋𝑠𝑡 = 0.75 −
𝒒𝑳 𝒘𝑳𝒗
1023391.98 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ = −1.11 = −111% 𝑙𝑏 1000 ℎ × 549.67 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏
Lv @ 600F = 549.67 BTU/lbm
𝑿𝒔𝒕 = 𝑿𝒔𝒕 𝒘𝒉 −
𝑋𝑠𝑡 = 0.75 −
𝒒𝑳 𝒘𝑳𝒗
1023391.98 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ = 0.0052 = 0.52% 𝑙𝑏 2500 ℎ × 549.67 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏
Lv @ 600F = 549.67 BTU/lbm PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
𝑿𝒔𝒕 = 𝑿𝒔𝒕 𝒘𝒉 −
𝒒𝑳 𝒘𝑳𝒗
1023391.98 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ 𝑋𝑠𝑡 = 0.75 − = 0.3776 = 38% 𝑙𝑏 5000 ℎ × 549.67 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏 Lv @ 600F = 549.67 BTU/lbm
𝑿𝒔𝒕 = 𝑿𝒔𝒕 𝒘𝒉 −
𝑋𝑠𝑡 = 0.75 −
𝒒𝑳 𝒘𝑳𝒗
1023391.98 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ = 0.5638 = 56.38% 𝑙𝑏 10000 ℎ × 549.67 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏
Lv @ 600F = 549.67 BTU/lbm
Δ 𝑄 = 341130.66 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑿𝒔𝒕 = 𝑿𝒔𝒕 𝒘𝒉 −
𝒒𝑳 𝒘𝑳𝒗
Donde: 𝑋𝑠𝑡 = 0.75 −
341130.66 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ = 0.6879 = 69% 𝑙𝑏 20000 ℎ × 549.67 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏
Lv @ 600F = 549.67 BTU/lbm
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
Δ 𝑄 = 511696 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑿𝒔𝒕 = 𝑿𝒔𝒕 𝒘𝒉 −
𝒒𝑳 𝒘𝑳𝒗
Donde: 𝑋𝑠𝑡 = 0.75 −
511696 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ = 0.6569 = 66% 𝑙𝑏 20000 ℎ × 549.67 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏
Lv @ 600F = 549.67 BTU/lbm
Δ 𝑄 = 682261.32 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑿𝒔𝒕 = 𝑿𝒔𝒕 𝒘𝒉 −
𝒒𝑳 𝒘𝑳𝒗
Donde: 682261.32 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ 𝑋𝑠𝑡 = 0.75 − = 0.6258 = 63% 𝑙𝑏 20000 ℎ × 549.67 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏 Lv @ 600F = 549.67 BTU/lbm
Δ 𝑄 = 852826.65 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ
𝑿𝒔𝒕 = 𝑿𝒔𝒕 𝒘𝒉 − PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
𝒒𝑳 𝒘𝑳𝒗
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
Donde: 852826.65 𝐵𝑇𝑈⁄ℎ 𝑋𝑠𝑡 = 0.75 − = 0.5948 = 60% 𝑙𝑏 20000 ℎ × 549.67 𝐵𝑇𝑈⁄𝑙𝑏 Lv @ 600F = 549.67 BTU/lbm
1000000
PÉRDIDAS DE CALOR
980000 960000 940000 920000 900000 880000 860000 0
200
400
600
800
1000
1200
1000
1200
TIEMPO
67,2
CALIDAD DE VAPOR
67 66,8 66,6 66,4 66,2 66 65,8 0
200
400
600
800
TÍIEMPO
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
1600000 1400000
PÉRDIDAS DE CALOR
1200000 1000000 800000 600000 400000 200000 0 0
100
200
300
400
500
600
700
800
TEMPERATURA
80 70
CALIDAD DE VAPOR
60 50 40
30 20 10 0 0
100
200
300
400
500
600
700
800
TEMPERATURA
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
PÉRDIDAS DE CALOR
1023392
1023392 0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
TASA DE INYECCIÓN
80 60 40
CALIDAD DE VAPOR
20 0 0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
-20
-40 -60 -80
-100 -120
TASA DE INYECCIÓN
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA
PROBLEMAS (CAPÍTULO 4)
PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ
900000 800000
PÉRDIDAS DE CALOR
700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
PROFUNDIDAD
PROBLEMAS-PARES (CAPÍTULO 4)
NOMBRE:FREDDY CACHUMBA PROFESOR:ING. JORGE VELASQUEZ