Hoja de ejercicios de Ciclos de potencia de gas con soluciones

Hoja de ejercicios de Ciclos de potencia de gas gratis e imprimible: 6 problemas desde nivel fácil hasta nivel de examen, con soluciones. Imprímela o guárdala como PDF.

Nueva hoja de ejerciciosPractica en línea con pistas

Para docentes: pueden imprimirla, copiarla y usarla en clase gratis. Cada hoja nueva tiene valores nuevos y su propia clave de respuestas. Agradecemos un enlace a ExamProblems en la página de tu curso.

Nombre: ____________________   Fecha: ____________

1.Fácil
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Un ciclo Otto ideal tiene una relación de compresión de 6,5. Usa las hipótesis de aire estándar frío: el aire es un gas ideal con calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) y cv = 0,718 kJ/(kg·K). Halla su rendimiento térmico η en porcentaje.

r = 6,5k = 1,4
η = %
2.Fácil
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Un ciclo Otto ideal tiene una relación de compresión de 6. Al comienzo de la compresión el aire está a 295 K, y la temperatura máxima del ciclo es 2000 K. Usa las hipótesis de aire estándar frío: el aire es un gas ideal con calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) y cv = 0,718 kJ/(kg·K). Halla el trabajo neto w por kilogramo de aire, en kJ/kg.

r = 6T1 = 295 KT3 = 2000 Kk = 1,4cv = 0,718 kJ/(kg·K)
w = kJ/kg
3.Media
vP1234qin​qout​

Un ciclo Diesel ideal tiene una relación de compresión r = 18 y una relación de corte rc = v₃/v₂ = 2. Usa las hipótesis de aire estándar frío: el aire es un gas ideal con calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) y cv = 0,718 kJ/(kg·K). Halla su rendimiento térmico η en porcentaje.

r = 18rc = 2k = 1,4
η = %
4.Media
vP1234qin​qout​

Un ciclo Diesel ideal tiene una relación de compresión r = 19 y una relación de corte rc = v₃/v₂ = 2,5. Usa las hipótesis de aire estándar frío: el aire es un gas ideal con calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) y cv = 0,718 kJ/(kg·K). Halla su rendimiento térmico η en porcentaje.

r = 19rc = 2,5k = 1,4
η = %
5.Difícil
vP1234qin​qout​

Una central de turbina de gas funciona según un ciclo Brayton con una relación de presiones en el compresor de 15. El aire entra en el compresor a 300 K y en la turbina a 1200 K. El compresor tiene un rendimiento isentrópico del 88 % y la turbina del 88 %. Usa las hipótesis de aire estándar frío: el aire es un gas ideal con calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) y cv = 0,718 kJ/(kg·K). Halla el trabajo neto wnet por kilogramo de aire, en kJ/kg.

rp = 15T1 = 300 KT3 = 1200 Kηc = 88%ηt = 88%k = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg
6.Difícil
vP1234qin​qout​

Un ciclo Brayton ideal funciona con una relación de presiones en el compresor de 10. Usa las hipótesis de aire estándar frío: el aire es un gas ideal con calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) y cv = 0,718 kJ/(kg·K). Halla su rendimiento térmico η en porcentaje.

rp = 10k = 1,4
η = %

Soluciones

  1. 1. η = 52,7 %
  2. 2. w = 512,8 kJ/kg
  3. 3. η = 63,16 %
  4. 4. η = 61,77 %
  5. 5. wnet = 171,6 kJ/kg
  6. 6. η = 48,21 %

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