Água no estado líquido saturado a 1 bar entra em uma bomba, operando em regime permanente, sendo bombeada isentropicamente até a pressão de 50 bar. Os efeitos das energias cinética e potencial podem ser ignorados. Determine o trabalho de entrada da bomba, em kJ por kg de água escoando, usando (a) a Eq. 6.51c, (b) um balanço de energia. Os efeitos das energias cinética e potencial podem ser ignorados. Obtenha os dados a partir das Tabelas A-3 e A-5, conforme apropriado. Compare os resultados das partes (a) e (b) e comente.
Passo 1
Faaaaaaala galera!!! Vamos começar mais um questão sobre bombas! Bacana né?
Vamos começar organizando organizando algumas hipóteses para prosseguirmos com os cálculos:
1 – O volume de controle escolhido inclui a bomba, uma entrada de água e uma saída de água.
2 – O processo ocorre em regime permanente.
3 – Os efeitos da energia potencial e cinética podem ser desprezados e para o volume de controle =0.
Vamos organizar também os dados fornecidos!
Agora vamos para os cálculos!
Passo 2
Vamos começar a letra (a). O enunciado nos pede para usar a Eq. 6.51c né? Então vamos usá-la:
Não temos o volume específico né? Então vamos na tabela A-3 acha-lo para pressão de 1 bar:
Substituindo os dados agora, temos:
Show! Agora vamos fazer o que foi pedido na letra b!
Passo 3
Na letra (b) é pedido o mesmo trabalho por unidade de massa mas fazendo o balanço energético da situação! Pela hipótese 3 ficamos com:
Mas quem é essa entalpia do estado 1 e a do estado 2? Vamos para a tabela A-3 pegar a entalpia da água a 1 bar para o estado 1 e para a tabela A-5 para pegar a entalpia da água a 50 bar para o estado 2.
Então substituindo os dados:
Os valores das respostas de a e b são bem próximos, como era de se esperar! Pois como o processo é isentrópico, não há geração de irreversibilidades! A diferença se deu apenas por aproximações usadas!