Rendimiento de una caldera (Ejercicio)

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Una caldera a vapor opera en un ciclo donde se produce vapor saturado a 5MPa. La presión de condensación de este ciclo es de 15KPa.
La caldera quema un combustible caracterizado por un poder calorífico inferior PSI de 10000  Kca/Kg.

Calcule el rendimiento de la caldera asumiendo una relación de flujo de vapor divido por flujo de combustible igual a dos. Considere también que un Kca es igual a 4119 J.

Resolución

La información con que contamos es la siguiente:

Salida de vapor  5 MPa
Entrada de agua  15 Kpa
Poder calorifico Inferior (PCI) 10000 Kca
Flujo de Vapor / Flujo de Combustible = 2

Usaremos la  formula del método directo para calcular la eficiencia de la caldera:

Donde:
D = Producción de Vapor  [Kg / h]
Hv = Entalpia del vapor de salida [Kcal/Kg]
He = Entalpia del agua que entra [Kcal/Kg]
G = Consumo de combustible
PCI = Poder calorifico inferior

Necesitamos encontrar la entalpía de la entrada de agua y la salida de vapor.
Los 5 Mpa de la salida de vapor los convierto a Kpa quedando 5000 Kpa. Con esta información busco en la tabla de vapor A-5 encontrando que la entalpia es: 2794,2 kJ/Kg.

La entalpía del agua de entrada 15 Kpa es de 225,94 kJ/Kg.

De acuerdo al planteamiento del ejercicio D/G =2

Nos queda:
Eficiencia = 2 ((2794,2^3 - 225,94^3)/(10000 * 4190)) = 0,122 = 12%

La eficiencia de la caldera es de 12%.

Agua dura y agua blanda

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Si estudias química o algo relacionado,  probablemente te vas a encontrar con que los textos hablan sobre agua dura y agua blanda.

El agua dura (o agua calcárea) se denomina así porque contiene altos niveles de magnesio y calcio. Por el contrario, el agua blanda casi no contiene sales minerales (magnesio y calcio),  y tiene mínima concentración de cloruro de sodio.

El agua dura puede ser dañina para la salud, dependiendo de la concentración. Y para los aparatos electrodomésticos ya que disminuye su rendimiento. Con el tiempo estos van creando depósitos de cal que hacen que el flujo de agua sea menor, lo cual obliga a reemplazar algunas de su piezas.

Valor Presente

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La mejor definición que he encontrado para el concepto de Valor Presente o Valor Actual es en el libro Matemáticas Financieras de Armando Mora Zambrano:

Valor actual o valor presente de un documento o deuda es el capital calculado en una fecha anterior a la del vencimiento del documento, deuda o pago.

Valor actual o presente de una suma, con vencimiento en una fecha futura, es aquel que, a una tasa dada y en un periodo de tiempo determinado hasta la fecha del vencimiento, alcanzara un valor igual a la suma debida.

Aterrizando el concepto con un ejemplo:

Una persona tiene una deuda que debe ser saldada de la siguiente forma:

• $ 7200 en este momento y $13.400 dentro de 2 meses
• Si desea saldar completamente su deuda el día de hoy ¿Cuanto tendrá que pagar, si la tasa de interés es del 24,36%?
  (No es correcto asumir : $ 7.200 + $ 13.400 = 20.600)

Solución:
Corresponde traer a valor presente los $13.400 y sumar dicha cantidad con los $7.200 que están en el periodo cero.

VP = 13.400 / 1 + (0,2436/12)²    = $ 12.872,08

La persona debe pagar $ 20.072 ($12.872 + $7.200) el día de hoy para saldar su deuda.

Relacionado:
Formulario Matemáticas Financieras

Diferencia entre dato información y conocimiento

La diferencia entre dato, información y conocimiento se puede ejemplificar como sigue:

Un dato es: 1
Información es: En el mes de febrero se vendieron 1 computador
Conocimiento es: El mes de febrero es el mes de menor venta. 

Tenemos que:
Un dato es algo vago. ¿1 que?
Información es algo mas concreto.
El conocimiento se obtiene a partir del análisis de la información.

Ejercicio ¿Cuanto obtendré por mi inversión?

¿Cuanto obtendré por mi inversión?

A usted se le pide abrir una cuenta bancaria para invertir los excedentes de los recursos financieros de la empresa donde trabaja por los próximos 2 años.

De su investigación en el mercado bursátil, la mejor tasa que usted obtiene, es de 12% de interés simple anual.

¿Cuanto obtendrá por la inversión al termino del plazo? ¿Si sus excedentes ascienden a $ 3000.000?

Solución

Para este ejercicio tengo:

• (Tasa Interés) i = 12/100
• (Capital Inicial) C = 3000000
• (Periodo) n = 1

Me falta

• (Monto Final) M 

M = C(1 + i * n)

M = 3000000(1 + 0,12 * 1)
M = 3.360.000

Al final del periodo obtendrá 3.360.000.

Ejercicio de Interés y tasa pactada

Ejercicio de Interés y tasa pactada

Usted decide pedir un crédito al banco por $ 2000.000. Acuerda con su ejecutivo que al termino de un periodo de 2 meses le devolvería una suma de $ 2.150.000.

Se pide calcular el interés y la tasa pactada.

M = C + I

2150000 = 2000000 + I
2150000 - 2000000 = I
150000 = I

El interés corresponde a $ 150.000

I = C * i * n

150000 = 2000000 * i * 2
150000 = 4000000 * i
150000/4000000 = i
0,0375 = i

La tasa corresponde a 0,0375

Compruebo

M = C(1 + i * n)

M = 2000000(1 + 0,0375 * 2)
2150000 = 2000000(1 + 0,0375 * 2)

Formulario Resistencia de Materiales

Formulario a utilizar en resistencia de materiales

Concepto	Fórmula	Descripción	Unidades SI	Unidades SI Resultante
Esfuerzo	σ = F/A	Fuerza / Area	[F] Newton [A] m2 (metros cuadrados)	[Pa] = N m2 Pascales
Esfuerzo Cortante Directo	τ = F / As	Fuerza / área sometida a corte	[F] Newton [As] Perimetro * espesor 1	[Pa] Pascales
Fuerza	F = m * a	Fuerza = masa * aceleración	[m] kg Kilogramos [a] m/s2(metros dividido por segundo al cuadrado)	[N] Newtons
Peso	W = m * g	Masa por aceleración	[m] Kg Kilogramos [g] Constante de la gravedad 9,8 m/s2	[N] Newtons

¹ Perimetro por espesor (p (metros) * t (metros)) resultado m² (metros cuadrados)