Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 170
Um compressor de de uma instalacao industrial está dentro da área de produção onde a temperatura média no horário de operação e de . A temperatura média exterior no mesmo horário e de . O compressor opera a da carga nominal, e é movido por um motor elétrico que possui eficiência de . Considerando que o preco da eletricidade e de , determine a quantidade de energia e o dinheiro que serão economizados como resultado da utilização do ar externo (em vez do ar interno) pelo compressor.
Passo 1
Vamos lá! A questão nos afirma que um compressor de em uma instalação industrial está alojado dentro da área de produção onde a temperatura média durante as horas de operação é de . As quantidades de energia e dinheiro economizadas como resultado da aspiração de ar frio do exterior para o compressor em vez de utilizar o ar interior devem ser determinadas.
Podemos representar como,
Assumindo que:
- O ar é um gás ideal com aquecimento específico constante.
- As mudanças cinéticas e potenciais de energia são insignificantes.
Passo 2
Pronto já temos todas as informações necessárias, vamos para a análise. Desse modo temos que a energia elétrica consumida por este compressor por ano é
Também,
Passo 3
A fração de energia economizada como resultado da captação de ar mais frio no exterior é
Ou seja, a captação de ar, que é mais frio, resultará em por cento de economia do consumo de energia do compressor e do custo associado. Portanto, a economia de energia e de custos neste caso tornam-se
Portanto, a entrada de ar de fora resultará numa economia anual de 23.929 kWh, que neste caso vale $1675.
Note que, o preço de um compressor típico de é muito inferior a . Portanto, é interessante notar que o custo da energia que um compressor usa por ano pode ser maior do que o custo do próprio compressor.