Capitulo Ocho. Ciclos de Potencias de Gas 449
8.1. Consideraciones básicas en el análisis de ciclos de potencia 451
8.2. El ciclo de Carnot y su valor en ingeniería 453
8.3. Suposiciones de aire estándar 455
8.4. Breve panorama de las reciprocantes 456
8.5. Ciclo de Otto: el ciclo ideal para las máquinas de encendido de
chispa
457
8.6. Ciclo Diesel: el ciclo ideal para las máquinas de encendido por
compresión
464
8.7. Ciclos de Stirling y Ericssn 468
8.8. Ciclo Brayton: el ciclo ideal para los motores de turbina de gas 472
8.9. El ciclo Brayton con regeneración 479
8.10. El ciclo Brayton con interenfriamiento, recalentamiento y
regeneración
482
8.11. Ciclos ideales de propulsión de chorro 486
8.12. Análisis de segunda ley en ciclos de potencia de gas 493
8.13. Resumen 495
Referencia y lectura sugeridas 498
Problemas 499
9. Ciclos de Potencia de Vapor y Combinado 521
9.1. El ciclo de vapor de Carnot 522
9.2. Ciclo Rankine: el ciclo ideal para los ciclos de potencia de vapor 523
9.3. Desviación de los ciclos de potencia de vapor reales respecto de los
idealizados
527
9.4. ¿Cómo Incrementar la eficiencia del ciclo Rankine? 529
9.5. El ciclo Rankine ideal con recalentamiento 534
9.6. El ciclo Rankine ideal regenerativo 537
9.7. Análisis de segunda ley en ciclos de potencia de vapor 546
9.8. Cogeneración 548
9.9. Ciclos de de vapor binarios 552
Resumen 558
Referencia y lectura sugeridas 559
Problemas 560
10. Ciclos de Refrigeración 583
10.1. Refrigeradores y bombas de calor 584
10.2. El ciclo de Carnot invertido 585
10.3. El ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor 587
10.4. Ciclos reales de refrigeración por compresión de vapor 591
10.5. Selección de refrigerante adecuado 593
10.6. Sistema de bombas de calor 596
10.7. Sistemas innovadores de refrigeración por compresión de vapor 597
10.8. Ciclos de refrigeración de gas 604
10.9. Sistemas de refrigeración por absorción 608
10.10. Generación de potencia ter4moeléctrica y sistema de refrigeración 611
10.11.Resumen
Referencia y lectura sugeridas 614
Problemas 615
11. Relaciones de Propiedades Termodinámicas 629
11.1. Un poco de matemática: derivadas parciales u relaciones
asociadas
630
11.2. Las relaciones de Maxwell 635
11.3. La ecuación de Clapeyron 637
11.4. Relaciones generales para du, dh, ds, cv y cp 639
11.5. El coeficiente Joule – Thomson 646
11.6. Las Ah, Au y As de gases reales 648
11.7. Resumen 653
Referencia y lectura sugeridas 655
Problemas 656
12. Mezcla de Gases 665
12.1. Composición de una mezcla de gases: Masa y fracciones
moleculares
666
12.2. Comportamiento P – v – T de mezcla de gases: gases ideales y
reales
668
12.3. Propiedades de Mezcla de gases: Gases ideales y reales 672
Resumen 680
Referencia y lectura sugeridas 682
Problemas 682
Cap13. Mezcla de Gas – Vapor y Acondicionamiento de Aire 691
13.1. Aire seco y atmosférico 692
13.2. Humedad específica y relativa del aire 693
13.3. Temperatura de punto de rocío 695
13.4. Temperaturas de saturación adiabática y bulbo húmedo 697
13.5. La carta psicométrica 700
13.6. Comodidad humana y acondicionamiento de aire 701
13.7. Procesos de Acondicionamiento de aire 703
Resumen 717
Referencia y lectura sugeridas 720
Problemas 720
14. Reacciones Químicas 733
14.1. Combustible y combustión 734
14.2. Procesos de combustión teóricos y real 737
14.3. Entalpía de formación y entalpía de combustión 742
14.4. Análisis de primera ley de sistema reactivos 746
14.5. Temperatura de flama adiabática 751
14.6. Cambio de entropía de sistemas reactivos 754
14.7. Análisis de segunda ley de sistema reactivos 756
14.8. Resumen 763
Referencia y lectura sugeridas 765
Problemas 766
15. Equilibrio Químico y de Fase 781
15.1. Criterio para el equilibrio químico 782
15.2. La constante de equilibrio para mezclas de gases ideales 784
15.3. Algunas aclaraciones importantes acerca de la Kp de mezclas de
gases ideales
787
15.4. Equilibrio químico para reacciones simultáneas 791
15.5. Variación de Kp con la temperatura 793
15.6. Equilibrio de fase 795
15.7. Resumen 799
Referencia y lectura sugeridas 801
Problemas 801
16. Termodinámica del Flujo de Fluido a Alta Velocidad 811
16.1. Propiedades de estancamiento 812
16.2. Velocidad del sonido y número de mach 816
16.3. Flujo insentrópico unidimensional 819
16.4. Flujo isentrópico a través de toberas 835
16.5. Ondas de choque normales en flujo de tobera 835
16.7. Toberas de vapor 848
168. Resumen 851
Referencia y lectura sugeridas 855
Problemas 856
Apéndice 1. Tablas de Propiedades y Diagramas (Unidades del SI) A-3
Tabla A.1. Masa molar, constante de gas y propiedades del punto –
critico
A-4
Tabla A.2. Calores específicos de gas ideal de varios gases comunes A-5
Tabla A.3. Propiedades de líquidos, sólidos y alimentos comunes A-8
Tabla A.4. Agua saturada – tabla de temperaturas A-10
Tabla A.5. Agua saturada – tabla de presiones A-12
Tabla A.6. Agua sobrecalentada A-14
Tabla A.7. Agua líquida comprimida A-18
Tabla A.8. Hielo saturado – vapor de agua A-19
Tabla A.9. Diagrama T – s para el agua A-20
Tabla A.10. Diagrama de Mollier para el agua A-21
Tabla A.11. Refrigerante saturado 12 – Tabla de temperatura A-22
Tabla A.12. Refrigerante Saturado. Tabla de presión A-23
Tabla A.13. Refrigerante Sobrecalentado 12 A-24
Figura A.14. Diagrama P – h para el refrigerante 12 A-27
Tabla A.15. Refrigerante 134ª sobrecalentado A-28
Tabla A.16. Refrigerante 134ª sobrecalentado A-30
Tabla A.17. Propiedades de gas ideal del aire A-34
Tabla A.18. Propiedades de gas ideal del aire A-34
Tabla A.19. Propiedades de gas ideal de oxígeno, O2 A-38
Tabla A.20. Propiedades de gas ideal del dióxido de carbono, CO2 A-40
Tabla A.21. Propiedades de gas ideal del monóxido de carbono, CO A-42
Tabla A.22. Propiedades de gas ideal del hidrógeno, H2 A-44
Tabla A.23. Propiedades de gas ideal del vapor de agua, H2O A-45
Tabla A.24. Propiedades de gas ideal del oxígeno monoatómico, O A-47
Tabla A.25. Propiedades de gas ideal del hidroxilo OH A-47
Tabla A.26. Entalpía de formación, función de Gibbs de formación y
entropía absoluta a 25°C 1 atm
A-48
Tabla A.27. Entalpía de combustión y entalpía de vaporización a 25°C 1
atm
A-49
Tabla A.28. Logaritmos base O de la contante de equilibrio Kp A-50
Tabla A.29. Constante que aparecen en las ecuaciones de estado A-51
Beattie – Bridgeman y Benedict – Webb – Rubin
Figura.30. Gráfica generalizada de compresibilidad A-52
Figura A.31. Gráfica generalizada de compresibilidad A-55
Figura A.32. Gráfica generalizada de desviación de entropías A-57
Figura A.33. Gráfica psicométrica a 1 atm de presión total A-59
Tabla A-34. Funciones del flujo para un gas ideal con calores
específicos y masa molar constante, y k = 1.4
A-60
Tabla A-35. Funciones de choque normal unidimensional para un gas
ideal con calores específicos y masa molar constante, y K= 1.4
A-61
Apéndice 2. Tablas de Propiedades, Figuras y Diagramas (Unidades
Inglesas)
Tabla A.1E. Masa molar, constante de gas y propiedades del punto
crítico
A-64
Tabla A.3E. Calores específicos y densidades de sólidos y líquidos
comunes A-68
A-65
Tabla A.4E. Agua saturada – Tabla de temperatura A-65
Tabla A.5E. Agua saturada – tabla de presiones A-70
Tabla A.6E. Agua sobrecalentada A-72
Tabla A.7E. Agua líquida comprimida A-76
Tabla A.8E. Hielo Saturado – vapor el agua A-77
Tabla A.9E. Diagrama T – s para el agua A-78
Tabla A.10E. Diagrama de Mollier para el agua A-79
Tabla A.11E. Refrigerante 12 saturado – tabla de temperatura A-80
Tabla A.12E. Refrigerante 12 saturado – Tabla de presión A-81
Tabla A.13E. Refrigerante sobrecalentado 12 A-82
Figura A15E. Refrigerante saturado 134a A-86
Tabla A.16E. Refrigerante sobrecalentado 134a A-88
Tabla A.17E. Propiedades de gas ideal al aire A-91
Tabla A.18E. Propiedades de gas ideal de nitrógeno O2 A-95
Tabla A.19E. Propiedades de gas ideal del oxígeno O2 A-95
Tabla A.20E. Propiedades de gas ideal del dióxido de carbono, CO2 A-97
Tabla A.21E. Propiedades de gas ideal del monóxido de carbono CO A-99
Tabla A.22E. Propiedades de gas ideal del hidrogeno H2 A-101
Tabla A.23E. Propiedades de gas ideal del vapor de agua, H2O A-102
Tabla A.26E. Entalpía de formación, función de Gibbs de formación y
entropía absoluta a 77° F, 1 atm
A-104
Tabla A.27E. Entalpía de combustión y entalpía de vaporización a 77° F,
1 atm
A-105
Tabla A -29E Constante que aparecen en las ecuaciones de estado
Beattie – Bridgemen y Benedict – Webb – Rubin
A-16
Figura A.33. Gráfica psicométrica a 1 atm de presión total A-107
Apéndice 3. Acerca de Software A-109
Índice