Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 07

Ar expande sem trocar calor através de uma turbina desde uma pressão de 10 bares e uma temperatura de 1400   K até uma pressão de 1   b a r . Se a turbina tiver uma eficiência de 80 % , determine a temperatura na saída e a variação de entropia através da turbina. Se a turbina está gerando 1 M W de potência, qual é a vazão mássica de ar através da turbina?

Passo 1

Bom vamos começar montando as equações:

Δ s = C p * l n T 2 T 1 - R * l n P 2 P 1

Δ H = C p * Δ T T 2 = T 1 * P 1 P 2 k - 1 k η = T 1 - T 2 T 1 - T 2 s

Os dados que temos do exercício são:

P 1 = 10   b a r   → 10 3 k P a P 2 = 1   b a r → P 2 = 100   k P a

T 1 = 1400   K η = 80 % P = 1   M W

c P = 1004   J / k g * K R g á s = 287   J / k g * K k = 1,4

Passo 2

Precisamos encontrar o T 2 :

T 2 s = T 1 * P 2 P 1 k - 1 k

T 2 s = 1400 * 100 10 3 1,4 - 1 1,4

T 2 s = 725,126   K

Agora vamos colocar na outra equação para achar o T 2 que queremos:

η = T 1 - T 2 T 1 - T 2 s

T 2 = T 1 + η * T 1 - T 2 s

T 2 = 1400 + 0,80 * 1400 - 725,126

T 2 = 860,101   K

Passo 3

Agora a gente pode encontrar a variação de entalpia:

Δ H = C p * Δ T

Δ H = 1004 * 1400 - 860,101

Δ H = 542,058   k J / k g

E a variação de entropia:

Δ s = C p * l n T 2 T 1 - R * l n P 2 P 1

Δ s = 1004 * l n 860,101 1400 - 287 * l n 100 10 3

Δ s = 171,716   J / k g * K

Uhul! Show de bola!

Passo 4

Agora podemos achar a vazão mássica que o exercício quer:

m = P Δ H

m = 10 3 542,058

m = 1,845   k g / s

Resposta

m = 1,845   k g / s

Ver Outros Exercícios desse livro