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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 75

Um compressor é usado para levar vapor d’água saturado de 1   M P a para 17,5   M P a , com temperatura real de saída de 650   ° C . Determine o rendimento isoentrópico do compressor e a geração de entropia.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Nós temos os seguintes dados, fornecidos pelo enunciado

p 1 = 1000   k P a

p 2 = 17500   k P a

T 2 = 923,15   K

O processo é isentrópico e a gente quer determine o rendimento e a geração de entropia

η =   ?

s g e n =   ?

Passo 2

Nesta tarefa temos dois casos diferentes, o compressor ideal e o real. Em primeiro lugar, obteremos entropia e entalpia para o estado 1 da tabela B.1.2 correspondente a p

h 1 = 2778,08 k J k g

s 1 = 6,5864 k J k g   K

Como este é o processo isentrópico s 2 = s 1 , usaremos a interpolação linear para obter a entalpia no estado ideal 2s da tabela B.1.3. A entalpia no estado atual 2ac obteremos da mesma tabela correspondente a p e T

h 2 s = h l o w e r + s 2 s - s l o w e r h u p - h l o w e r s u p - s l o w e r

Substituindo os termos

h 2 s = 3448,61 + 6,5864 - 6,5198 3852,3 - 3448,61 6,6775 - 6,5198 = 3510 k J k g  

E com isso,

h 2 a c = 3712,32 k J k g ; s 2 a c = 6,8223 k J k g   K

Passo 3

Agora vamos calcular o trabalho ideal e real usando a equação 6.13:

Parte ideal:

w s c = h 1 - h 2 s

Substituindo os termos

w s c = 2778,08 - 3510 = - 731,92 k J k g

Parte atual:

w a c = h 1 - h 2 a c

Novamente, fazendo a substituição

w a c = 2778,08 - 3712,32 = - 934,24 k J k g

Além disso, calcularemos a eficiência isentrópica do compressor usando a equação 9.28:

η = w s c w a c

Com isso,

η = - 731,92 - 934,24 = 0,78

Por fim, calcularemos a geração de entropia usando a equação 9.8:

s g e n = s 2 a c - s 1

Que tem como resultado

s g e n = 6,8223 - 6,5865 = 0,2358 k J k g   K

Resposta

s g e n = 0,2358 k J k g   K ;

η = 0,78

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