Enunciado

Ar entra em um compressor com uma pressão de estagnação de 100   k P a e temperatura de estagnação de 7 ° C e é comprimido até uma pressão de estagnação de 900   k P a . Considerando que o processo de compressão seja isentrópico, determine a entrada de potência no compressor para uma vazão mássica de 0,02   k g / s .

Passo 1

Oioi, gente!! Nesse problema o enunciado nos dá alguns dados como temperatura de estagnação e a pressão de estagnação do ar, determinando até a qual pressão o ar é comprimido. O que precisamos fazer aqui é determinar a potencia na entrada sendo que a vazão mássica é 0,02   k g / s .

Como temos a temperatura de estagnação de entrada, precisamos saber qual é a de saída. Por ser um processo de compressão isentrópico, T 02 pode ser encontrado pela relação isentrópica do gás ideal:

T 02 = T 01 P 02 P 01 k - 1 k

Para encontrar a potencia, precisamos fazer um balanço de energia do compressor:

E e ˙ = E s ˙

q e + w ˙ e + ( h 01 + g z 1 ) = q s + w ˙ s + ( h 02 + g z 2 )

Desprezando as variações da energia potencial e a transferência de calor, temos:

w ˙ e = m ˙ h 02 - m ˙ h 01

w ˙ e = m ˙ c p T 02 - T 01

#PartiuResponder!!

Passo 2

As propriedades do ar para uma temperatura que temos são: c p = 1,005   k J / k g ∙ K e k = 1,4 . Agora é só substituir na fórmula:

T 02 = 280 900 100 1,4 - 1 1,4 = 525   K

Agora, para a potência, temos:

w ˙ e = 0,02 × 1,005 × 10 3 × 525 - 280 = 4,92   k W

Prontinho!!

Resposta

w ˙ e = 4,92   k W

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

A melhor seção transversal hidráulica para um canal trapezoidal com largura de base b é aquela para a qual o comprimento da lateral da seção de escoamento é ( a )b( b )b / 2( c )2 b ou ( d ) .
Água escoa através de um canal retangular com 4m de largura e velocidade média de 5m / s . Se o escoamento é crítico, determine a vazão da água.
Qual é a melhor seção transversal hidráulica para um canal aberto: uma com raio hidráulico pequeno ou grande?
A melhor seção transversal hidráulica para um canal aberto retangular é aquela cuja altura do fluido é (a) metade, (b) o dobro, (c) igual a ou (d) um terço da largura do canal.
Água a 15 ° C escoa a uma profundidade de 0,4m com velocidade média de 6m / s em um canal retangular. Determine a energia específica da água e se o escoamento é subcrítico ou supercrítico.