Parcial resuelto de Balance de Exergía

Se dispone de una instalación compuesta por una cámara de mezcla y una turbina ideal, ambas adiabáticas. A la cámara de mezcla ingresan 2 corrientes de vapor:

Por la corriente 1 ingresa una masa ṁ1 = 10 kg/h como vapor saturado a t1 = 212,37 °C.

Por la corriente 2 entra una masa de vapor ṁ2 = 8 kg/h con la misma presión de la corriente 1 (ver fig.).

A la salida de la turbina ideal, se obtiene vapor saturado a la temperatura de t4 = 123 °C.

Si los parámetros del medio atmosférico son: p0 = 100 kPa y t0 = 27 °C.

Calcular:

a) Entalpía h3 en el estado 3 en (kJ/kg)

b) Temperatura t2 (°C)

c) Entalpía h2 en el estado 2 en (kJ/kg)

d) Potencia obtenida en la turbina ẆT en (kW)

e) Variación de entropía del universo ΔṠu (kJ/h·K)

f) Variación de exergía del universo ΔEẋu (kJ/h)

g) Rendimiento exergético

h) Representar en diagrama T-s la evolución.

Nota: 1 kW = 1 kJ/s.