Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 180
Água líquida a 70°F (21,1°C), 14,7 lbf/in² (101,3 kPa) e uma velocidade de 30 ft/s (9,1 m/s) entra em um sistema, em regime permanente, que consiste em uma bomba ligada a uma tubulação e sai em um local 30 ft (9,1m) acima da sucção a 250 lbf/in² (1,7 MPa), a uma velocidade de 15 ft/s (4,6 m/s) e sem apresentar variações significativas na temperatura. (a) Desprezando as irreversibilidades internas, determine a potência de entrada requerida pelo sistema, em Btu por lb de água líquida em escoamento. (b) Para os mesmos estados de entrada e saída, na presença de atrito, a potência de entrada seria maior ou menor do que a determinada na parte (a)? Explique. Considere g = 32,2 ft/s² (9,8 m/s²)
Passo 1
Faaaala galera!!! Tudo beleza? Vamos fazer mais um questão?
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 – A água é tratada como um fluido incompressível com , equivalente ao de 70°F durante o processo todo.
4 – Durante o processo no item (a) não há irreversibilidades.
Vamos organizar também os dados fornecidos!
Agora vamos para os cálculos!
Passo 2
Na letra (a) como não temos a presença de irreversibilidades, podemos usar a Eq. 6.51a!
Única informação que nos falta nesse equação seria o volume específico da agua líquida a 70°F, vamos pega-lo na tabela A-2E!
Agora é só substituir os dados!
Presta atenção! O enunciado pediu em Btu/lb! Então vamos dividir por 778!
Moleza né? Vamos em frente!
Passo 3
Na letra (b) teremos que como as irreversibilidades estão ausentes do processo, é esperado que o valor achado do trabalho por unidade de massa seja o mínimo teórico para o trabalho de entrada! Caso haja atrito, ele aumenta as irreversibilidades, abaixando assim a eficiência da bomba, necessitando de mais trabalho de entrada!