Enunciado

Ar a 200 lbf/in², 800°R e uma vazão volumétrica de 100 ft³/min entra em uma válvula que opera em regime permanente e é submetido a um processo de estrangulamento. Admitindo o comportamento do gás ideal,

  1. Determine a taxa de destruição de exergia, em Btu/min, para uma pressão de saída de 15 lbf/in².
  2. Esboce graficamente a taxa de destruição de exergia versus a pressão de saída para um intervalo de 15 a 200 lbf/in².

T 0 = 530 ° R ,   p 0 = 15   l b f / i n ² .

Passo 1

Iai galera, como estamos? Bora pra mais uma questãozinha braba desse assunto!

Pra começar, vamos assumir que o volume de controle age em um estado estático e só há transferência de calor quando a temperatura for igual a inicial. Também os efeitos de movimento e gravidade vão ser desconsiderados.

  1. Fazendo o balanço de massa e energia temos que:
  2. W c v = m h 1 - h 2 = 0,3   290,16 - 421,26 = - 39,33   k W

    Fazendo o balanço energético com E d = T 0   σ :

    σ c v = m s 2 - s 1 = m s ° T 2 - s ° T 1 - R ln ⁡ p 2 p 1 = 0,0174   k w / k

    Finalmente podemos achar o seguinte:

    E d = 290 0,0174 = 5,05   k w

    Passo 2

  3. A resposta pedida no segundo item pode ser observada na seguinte ilustração:

Resposta

E d = 5,05   k w

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