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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 28

Um compressor de ar é acionado por um motor a combustão interna que utiliza gasolina como combustível. A potência no eixo desse motor é 5,5   k W e o compressor é alimentado com ar a 290   K e 100   k P a . Sabendo que a vazão em massa de ar comprimido desejada é 0,01   k g / s , determine a máxima pressão na seção de descarga do compressor que o conjunto motor-compressor pode fornecer.

Passo 1

E ai galera! Vamos iniciar a resolução de mais uma questão de termodinâmica, vem comigo!

Começamos o problema calculando o trabalho pela equação de potência:

P = m ˙ W

Dados:

P = 5,5   k W ;

m ˙ = 0,01   k g / s .

Temos:

5,5 = 0,01 ⋅ W

W = 550   k J / k g

Passo 2

Seguindo, devemos calcular a temperatura de descarga do compressor.

Para isso, utilizaremos a equação de trabalho:

W = h 2 - h 1

Sendo:

h 2 - h 1 = c p ( T 2 - T 1 )

Temos:

W =   c p ( T 2 - T 1 )

Pela Tabela A.5, obtemos c p :

c p = 1,004   k J / k g ⋅ K

Sendo:

T 1 = 290   K .

Substituindo na equação:

550 = 1,004 ⋅ ( T 2 - 290 )

T 2 = 837,8   K

Passo 3

Considerando um sistema isentrópico:

s i = s 2

E que estamos trabalhando com um gás ideal, podemos descobrir a pressão de descarga com a seguinte equação:

T 2 T 1 = p 2 p 1 k - 1 k

Substituindo os termos:

837,8 290 = p 2 100 1,4 - 1 1,4

P 2 = 4098,25   k P a

Até a próxima questão!

Resposta

P 2 = 4098,25   k P a

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