Gás natural, com as propriedades termodinâmicas do metano, escoa em uma tubulação subterrânea de de diâmetro. A pressão manométrica na entrada de um compressor de linha é ; a pressão na saída é (manométrica). A temperatura do gás e a velocidade na entrada são e , respectivamente. A eficiência do compressor é . Calcule a vazão mássica de gás natural através da tubulação. Marque pontos de estado em um diagrama para a entrada e a saída do compressor. Avalie a temperatura e a velocidade do gás na saída do compressor e a potência necessária para acionar o compressor.

Para um processo isentrópico de compressão:

Sendo:

;

.

Temos:

A eficiência do compressor é dada por:

Sendo:

.

Temos:

Portanto, a temperatura de saída do ar do compressor é de .

Calculando a velocidade na saída pela equação de continuidade:

Considerando o diâmetro do tubo constante, então :

Substituindo os dados:

Portanto, a velocidade de saída do ar do compressor é .

Calculando a potência necessária para acionar o compressor.

Considerando a primeira lei da termodinâmica:

Considerando uma taxa de transferência de calor nula:

Sendo:

.

Substituindo os dados: