Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 62
Ar é comprimido em regime permanente de 1 bar, 300 K, até 6 bar com uma vazão mássica de 4 kg/s. Cada unidade de massa, à medida que passa da entrada para a saída, sofre um processo descrito por A transferência de calor ocorre a uma taxa de 49.65 kJ para cada quilo de ar que escoa para uma água de resfriamento circulando através de camisas d´água que envolvem o compressor. Se as variações das energias cinética e potencial do ar entre a entrada e a saída são desprezíveis, determine a potência do compressor em kW.
Passo 1
Tudo belezinha galeraaa, bora da um gás??
Dados fornecidos:
Pressão inicial
Temperatura
Taxa de fluxo de massa
Pressão final
Taxa de transferência de calor
Passo 2
Pela equação de equilíbrio da taxa de massa e energia em estado estacionário
Onde
Das propriedades ideais do gás do ar, em
(Observação: mesmo o problema não indicando o comportamento de um gás ideal, sabemos que um compressor comprime apenas gás, por isso temos que verificar se o Ar está na fase de gás puro. Podemos também verificar o Ar no gráfico de compressibilidade com pr e tr, e ele sai com um z que é 1.0 (também conhecido como gás ideal), portanto, sendo assim é normal assumir como um gás ideal).
Passo 3
Também dado que
Passo 4
Das propriedades ideais do gás do ar, , por interpolação
Substituindo os valores na equação (1)
Resposta
Portanto, o poder de potencia do compresso é de -750 kW.