Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 41
41- Uma câmara de mistura, isolada termicamente, é alimentada com dois escoamentos de ar.
Sabendo que as vazões de alimentação são iguais, que as pressões nas seções de alimentação são iguais a e que as temperaturas, nas seções de alimentação são iguais a e ,
Determine a irreversibilidade no processo por quilograma de ar que escoa na seção de saída do equipamento.
Passo 1
Câmara de mistura você já sabe o que é né? É o que pega 1, junta com o 2 e a pineapple pen
Meme velho a gente vê por aqui!
Mas falando sério, o desenho básico dessa câmara seria esse abaixo (já que tem dois escoamentos de entrada)
E pela equação da continuidade temos que:
E como as duas entradas tem a mesma vazão então:
Pode parecer simples, mas esse é um bom começo
Lembrando que queremos que a irreversibilidade na seção de saída por kg e que será dada por:
Passo 2
Agora vamos para as propriedades do ar nas entradas
Na tabela que tem as propriedades do ar nós temos:
E com isso podemos dizer que a entalpia no estado final é a média aritmética entre eles (para uma mistura bem misturada mesmo), logo:
O que pela tabela nos daria uma temperatura de saída de:
Mas o mais importante seria na verdade pegar a entropia padrão na saída pois queremos a entropia gerada certo? Então:
E ela pode ser associada a entropia na saída da câmara de mistura.
Passo 3
A equação que daria a entropia gerada seria igual a:
Ou:
Então como queremos uma entropia pela massa ela seria de:
Mas como queremos pois queremos a entropia por kilo do escoamento , então:
Aplicando os valores bonitinhos que temos:
Passo 4
O que nos dá uma irreversibilidade por kilo (para temperatura ambiente de ) de: