Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 87

Bióxido de carbono, C O 2 , entra em um compressor adiabático a 100   k P a e 300   K , e sai a 1000   k P a e 520   K . Determine o rendimento do compressor e a geração de entropia no processo.

Passo 1

Fala, galera! Vamos resolver essa questão.

Começamos o problema analisando as informações que o problema nos deu. Temos:

P 1 = 100   k P a

T 1 = 300   K

P 2 = 1000   k P a

T 2 = 520   K

Agora vamos analisar a equação de energia para esse processo:

q + h 1 + V 1 2 2 + g Z 1 = h 2 + V 2 2 2 + g Z 2 + w

Considerando uma turbina ideal, temos que o sistema é isentrópico, ele consequentemente é adiabático e reversível, e desprezando as variações de energia cinética e potencial, temos que:

w i d e a l = h 1 - h 2

Modificando a equação:

w i d e a l = c p ( T 1 - T 2 )

A Tabela A.5 também nos fornece:

c p = 0,8418   k J / k g K

R = 0,1889   k J / k g K

k = 1 , 289

Passo 2

Para calcular o trabalho de um compressor ideal, devemos calcular a temperatura de saída dele:

T 2 ,   i d e a l T 1 = P 2 P 1 k - 1 k

Substituindo os valores:

T 2 ,   i d e a l 3 00 = 100 0 100 1 , 289 - 1 1 , 289

T 2 ,   i d e a l = 502,7   K

Agora podemos calcular o trabalho do compressor ideal, fazendo:

w i d e a l = c p ( T 1 - T 2 ,   i d e a l )

w i d e a l = 0,8418 ( 3 00 - 502,7 )

w i d e a l = - 170,63   k J / k g

Passo 3

Do mesmo modo, vamos calcular o trabalho do nosso compressor com os dados do enunciado:

w i d e a l = c p ( T 1 - T 2 )

w i d e a l = 0,8418 ( 300 - 5 20 )

w i d e a l = - 1 85,2   k J / k g

Assim, podemos calcular a eficiência isentrópica do compressor:

η = w i d e a l w

η = - 170,6 - 185,2

η = 0,92

Passo 4

Agora só falta nós calcularmos a geração de entropia no processo:

s g e r = s 2 - s 1

s g e r = c p ln ⁡ T 2 T 1 - R ln ⁡ P 2 P 1

Substituindo os dados:

s g e r = 0,8418 ∙ ln ⁡ 520 300 - 0,1889 ∙ ln ⁡ 1000 100

s g e r = 0,028   k J / k g K

E concluímos o exercício! 😉

Resposta

η = 0,92

s g e r = 0,028   k J / k g K

Exercícios de Livros Relacionados

Um trocador de calor de correntes contrárias (contra corrente) tem uma linha com 2k g / s de ar entrando a 125k P a e 1000K e saindo a 100k P a e 400K . A outra linha tem 0,5k g / s de água entrando a
Um compressor centrífugo aspira ar ambiente a 100k P a e 15 ° C e descarrega ar a 450k P a . O compressor tem um rendimento isoentrópico de 80 % . Qual é a sua melhor estimativa para a temperatura de
Um trocador de calor de correntes paralelas (mesmo sentido) tem uma linha com 0,25k g / s de oxigênio a 17° C e 200k P a e a outra linha tem 0,6k g / s de nitrogênio a 150k P a e 500K . O trocador de
O condensador em um refrigerador recebe R-134a a 700 kPa e 50°C e descarrega-se como líquido saturado a 25°C, a vazão é de 0,1 kg/s e ar escoa através do condensador, entrando a 15° C e saindo a 35° C
Ar a 327 ° C e 400k P a com uma vazão volumétrica de 1m 3 / s escoa através de uma turbina adiabática com uma pressão de exaustão de 100k P a . Despreze energias cinéticas e use calores específicos co