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Enunciado

Termodinâmica - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 5

Vapor entra em um bocal a 377°C, 1,6 Mpa, a uma velocidade constante de 200 m/s e acelera isentropicamente até sair em condições de saturação. Calcule a velocidade e a temperatura de saída.

Passo 1

E aí, gente!! Tudo bem? Vamos encarar mais esse probleminha aí? Ele parece assustador né? Mas eu vou te provar que mecflu é lindo e quando misturado com termodinâmica é mais perfeito ainda

Bem, uma primeira coisa que precisamos analisar é: vamos ou não aproximar esse trem aí pra gás ideal? Cara, condições de saturação com certeza não é ideal, então vamos precisar saber quais são os valores de entropia e entalpia nessa condição.

Em uma tabela de vapor superaquecido você vai ter os seguintes dados:

T = 377 °C e P = 1,6 Mpa, temos h 1 = 3,2   x   10 6 J k g e s 1 = 7153 J k g . K

Como há uma aceleração isentrópica, temos que s 1 = s 2 = 7153   . Com esse valor de entropia, você vai ler na tabela que

p 2 = 185   k P a

T 2 = 118   ° C

h 2 = 2,527   x   10 6 J k g

Passo 2

Portanto, como estamos falando de um gás real, temos a equação da energia baseada na entalpia diretamente:

h 1 + 1 2 V 1 2 = h 2 + 1 2 V 2 2

3,2   x   10 6 + 1 2 200 2 = 2,527   x   10 6 + 1 2 V 2 2 → V 2 = 1180   m / s

Resposta

T 2 = 118 ° C

V 2 = 1180   m / s

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