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Enunciado

Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 25

Considere um ciclo de ar-padrão Diesel. Os dados operacionais são fornecidos em seus estados principais no ciclo, na tabela a seguir. Os estados estão numerados conforme a Fig 9.5. Para k = 1,4 ,   c u = 0,718 k J k g ∙ K   e   c p = 1,005 k J k g ∙ K Determine

  1. a transferência de calor por unidade de massa e o trabalho por unidade de massa para cada processo e a eficiência térmica do ciclo.
  2. A transferência de exergia que acompanha o calor e o trabalho para cada processo.

Passo 1

Fala pessoaaal! Como vocês estão? Bora pra mais uma questãozinha massa!

Pra começar, vamos assumir que o calor é uma constante específica e também vamos nos basear no exemplo 9.2 pra resolvermos essa questão!

Temos para a compressão isotrópica que:

v r 2 = V 2 V 1 v r 1 = 1 16   158,58 = 9,911

De forma semelhante, para a expansão, temos que:

V 4 V 3 = V 1 V 2 V 2 V 3 = 16   1 2 = 8 → v r 4 = 9,3944

Passo 2

  1. O calor adicionado se dá por:

    2. Q 23 = m ( h 3 - h 2 )

    m = p 1 V 1 R T 1 = 0,0369   l b

    Logo,

    Q 23 = 0,0369 792,03 - 369,85 = 15,58   B t u

    Para a eficiência térmica, temos:

    η = 1 - Q 41 Q 23 = 1 - 6,78 15,58 = 0,565   ( 56,5 % )

  2. A transferência de calor como real efeito de pressão é dada por:

m e p = W c i c l o V 1 - V 2 = Q 23 - Q 41 V 1 1 - V 2 V 1 = 15,58 - 6,78 0,5 1 - 1 16 = 101,4 l b i n 2 .

Resposta

Q 23 = 15,58   B t u

η =   ( 56,5 % )

m e p = 101,4 l b i n 2 .

Ver Outros Exercícios desse livro