Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 52
Considere um ventilador localizado em um duto quadrado de 3 pés3 pés. Velocidades em vários pontos na saída são medidas e velocidade do fluxo médio é determinada em 22 pés/s. Tomando a densidade do ar a 0,075 lbm/p, estime o consumo de energia elétrica mínimo do motor do ventilador.
Passo 1
Olha, a expressão que nós temos de utilizar para saber o consumo de energia elétrica mínima do ventilador é
Note que o ar terá uma velocidade, assim, terá uma energia cinética. Logo, a potência do ventilador é o trabalho da energia cinética realizado para movimentar certa quantidade de ar.
Passo 2
Para descobrirmos o fluxo mássico de ar, vamos utilizar a seguinte expressão
Passo 3
Agora, substituindo o fluxo mássico de ar e a velocidade do fluxo médio na expressão do passo 1, teremos:
Vamos utilizar o seguinte fator de conversão para que nosso resultado fique em uma unidade mais conhecida de energia
Assim,
Passo 4
Temos que, 1 Btu equivale a 1,055 kJ. Assim, em kJ/s, nosso resultado será 0,1514 kJ/s.
Fazemos essa conversão para que possamos converter para watts mais facilmente, pois 1 kJ/s equivale a 1 kW, assim, teremos 0,1514 kW = 151,4 W
Resposta
O consumo de energia elétrica mínimo do ventilador é de 151,4 W.