Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 138
Água entra em uma bomba a 100 kPa e 30 °C a uma vazão de 1,35 kg/s, saindo a 4 MPa. Considerando que a bomba tem eficiência isentrópica de 70%, determine (a) o consumo real de potência, (b) a taxa de aquecimento por atrito, (c) a destruição de energia e (d) a eficiência de segunda lei para uma temperatura ambiente de 20 °C.
Passo 1
Vamos lá! A questão nos afirma que a eficiência isentrópica de uma bomba de água é especificada. Deve ser determinada a potência real, a taxa de aquecimento por fricção, a destruição por esforço e a eficiência da segunda lei.
Podemos representar a questão como:
Assumindo que:
- Existem condições de funcionamento estáveis.
- As mudanças cinéticas e potenciais de energia são insignificantes.
Usando propriedades líquidas saturadas à temperatura indicada para o estado de entrada (Tabela A-4)
Passo 2
Pronto já temos todas as informações necessárias, vamos para a análise. Desse modo temos que no item(a) A entrada de energia, se o processo foi isentrópico, é
Dada a eficiência isentrópica, a potência real pode ser determinada como
Passo 3
Já no item b) A diferença entre o trabalho real e isentrópico é o aquecimento por fricção na bomba.
Passo 4
No item (c) A entalpia na saída da bomba para o processo real pode ser determinada a partir de
A entropia na saída é
A potência reversível e a destruição exagerada são
Passo 5
Já no item d) A eficiência da segunda lei é
