Um compressor adiabático comprime
de água em estado de vapor saturado a 200 kPa . Na saída do compressor a água se encontra a uma pressão de 1MPa e uma temperatura de
. Determine a potência deste compressor.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse problema juntos! A gente precisa encontrar a potência de um compressor que está comprimindo água em estado de vapor. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente relacionados a processos adiabáticos e entalpia. Vamos precisar das propriedades termodinâmicas da água nos estados de entrada e saída do compressor.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
- Fluxo de massa (𝑚̇): 2 kg/s
- Pressão de entrada (P₁): 200 kPa
- Estado de entrada: Vapor saturado
- Pressão de saída (P₂): 1 MPa
- Temperatura de saída (T₂): 300°C
Como o processo é adiabático, não tem troca de calor com o ambiente (Q = 0).
Passo 3
A potência do compressor pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
-
é o fluxo de massa -
é a entalpia na entrada -
é a entalpia na saída
Passo 4
Vamos encontrar as entalpias
e
.
Para
:
Como a água está em estado de vapor saturado a 200 kPa, podemos consultar as tabelas de vapor para encontrar
(entalpia do vapor saturado) nessa pressão.
Para
:
A saída do compressor está a 1 MPa e 300°C, que é um estado de vapor superaquecido. Consultamos as tabelas de vapor superaquecido para esses valores.
Passo 5
Agora, substituímos os valores na fórmula da potência:
Como 1 kJ/s é igual a 1 kW:
Resposta
A potência do compressor é aproximadamente 130 kW.
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Um escoamento de
de amônia passa por uma um trocador de calor. Na entrada a amônia possui uma pressão de 600 kPa a uma temperatura de
. Deseja-se que a amônia atinja o estado de vapor saturado na saída e para isso o
trocador de calor foi projetado para ter 10m de comprimento. Se o fluido tem uma perda de pressão de 7 kPa por metro, determine a temperatura do fluido na saída e a taxa de troca de calor.
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de espessura adsorva 70 (
de álcool)/(
de gel) de um determinado álcool que está presente em uma solução alcoólica de 100 (
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de gel); Def
.
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e
. Verificou-se a seguinte curva de secagem:
|
0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
|
0,26 | 0,17 | 0,145 | 0,13 | 0,12 | 0,112 | 0,108 |
onde (
) representa a umidade do grão em base seca (kg de água/kg de sólido seco). Devido à umidade relativa do ar, a umidade de equilíbrio é ( 0,0361 ) (base seca).
Considerando o grão de geometria esférica com de diâmetro, determine o coeficiente efetivo de difusão.
Compare o resultado obtido com a equação padrão da correlação de Steffe e Singh (1982):
, em m²/h, onde T está em Kelvin.
Considerando o grão de geometria esférica com
Compare o resultado obtido com a equação padrão da correlação de Steffe e Singh (1982):
Para a tabela a seguir, determine as propriedades que faltam e indique a fase da substancia.
Substancia | Pressão <br>
|
Temperatura <br>
|
Entalpia <br>
|
Entropia <br>
|
Tí́ulo | Estado | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
a | Nitrogênio |
|
0 | ||||
b |
|
170 | 40 | ||||
c |
|
30 | 0,3 | ||||
d | Amônia | 7000 | 100 | ||||
e | Água | 800 | Vapor saturado | ||||
f | R134a | 0 | 0,5 | ||||
g |
|
800 | 42 | ||||
h |
|
20 | 200 | ||||
i | R 410 A | 62 | Liquido Saturado | ||||
j | Água | 200 | 8,0 |