Enunciado
Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 105
Um compressor de duplo estágio, com um resfriador entre os estágios (intercooler), recebe ar a e e comprime esse ar até , como mostrado na Fig. P9.105. O ar passa então pelo resfriador e sai a , após o que ele entra no segundo estágio, que tem uma pressão de saída de . Ambos os estágios são adiabáticos e reversíveis. Determine a transferência de calor por unidade de massa no resfriador e o trabalho específico total. Compare este resultado com o trabalho que seria requerido caso não existisse o resfriador.
Passo 1
Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!
Nós temos os seguintes dados do problema, fornecidos pelo enunciado
Os processos 1-2 e 3-4 são do tipo adiabático reversível, enquanto o processo 2-3 é de pressão constante. O que a gente quer saber é o seguinte
Passo 2
Primeiro, precisamos obter dados para capacidade de calor específico e fator de expansão isentrópico da tabela A.5:
Como o processo de 1-2 é adiabático, podemos usar a seguinte equação para calcular a temperatura no estado 2:
Fazendo o processo de substituição
Agora podemos calcular o trabalho específico do primeiro compressor:
Novamente, substituindo os termos
A transferência de calor específica no intercooler é calculada a partir de:
Substituindo...
O processo 3-4 também é adiabático e usaremos a mesma equação de antes para calcular a temperatura no estado 4:
Passo 3
O trabalho específico do segundo compressor é igual a
Substituindo os valores
Finalmente, o trabalho específico total é:
Novamente, fazendo a substituição
Passo 4
A temperatura na saída se não houver intercooler será calculada também pelo fato de se tratar de um processo adiabático reversível:
Substituindo os termos
O trabalho específico se não houver intercooler será calculado a partir de:
Com isso,