Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 29
29 Um compressor é alimentado com ar atmosférico (100 kPa e 300 K). Sabendo que a vazão em massa de ar é 2kg/s e que a condição, na seção de saída do equipamento, é 400 kPa e 200°C, determine a mínima potência necessária para operar o compressor.
Passo 1
Vamos pra mais uma questão?? Então bora...
Nessa questão estamos querendo a mínima potência, então estamos falando de trabalho reversível, né? Então podemos usar a equação pra calcular o trabalho:
E a equação desse Psi aí (disponibilidade):
E como estamos falando de ar, então consideramos gás ideal e usamos, pra entropia, a equação:
Ahh.. não esquece que as temperaturas precisam estar em Kelvin, heim...
E não pode faltar as maravilhosas tabelas do final do livro... rs
Passo 2
Lembra que o que tem o “zerinho” são as propriedades a temperatura ambiente e pressão atmosférica? ( e )
Repara que já ta sendo alimentado com ar atmosférico, mas a temperatura é 300 K. Vai, ta suuuper próximo de 25°C, então vamos considerar como sendo a temperatura ambiente 300 K.
Daí vamos ter tudo igual: , , e então:
Isso é super aceitável e economiza um bocado de calculos.
Passo 3
Vamos lá na tabela A.7 para pegar os dados que vamos precisar:
Pra 1 já vamos ter tudo lá mole na linha de 300 K:
- a entalpia:
- a entropia padrão:
E pra 2 vai complicar um pouco porque vamos precisar dos dados de 200°C = 473,15 K, então vamos precisar interpolar com os dados de 460 K e 480 K:
- a entalpia:
- a entropia padrão:
Só falta pegar o R, esse tem na tabela A.5. O R do ar:
Passo 4
Vamos jogar na equação da entropia:
Calculando a disponibilidade de 2:
Passo 5
Daí o trabalho fica:
Finalmente (ufaaa) podemos calcular a potência, que é só multiplicar a vazão pelo trabalho:
Acabamos. Améeeemmm.
Deu um pouco de trabalho, né... mas fazendo fazendo aos poucos dá certo.
Vamos pra próxima?