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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 8

Um determinado volume de agua a 7   M P a e 65   ° C entra nos tubos de uma caldeira (o diâmetro interno constante dos tubos corresponde a 130   m m ) e deixa os tubos a 6   M P a e   450   ° C com uma velocidade de 80   m / s . Calcule a velocidade da agua no tubo de entrada e a vazão volumétrica na entrada.

Passo 1

Utilizando os volumes específicos das tabelas(A-6 e A-7)

Certo temos nossas condições de entrada:

P 1 = 7 M P a

T 1 = 65 ° C

ν 1 = 0,001017   m 3 / k g

E de saída:

P 2 = 6   M P a

T 2 = 450 ° C

V 2 = 80   m / s

v 2 = 0,05217   m 3 / k g

Utilizando a formula de fluxo de massa:

m ˙ = V A v

Sabemos que a vazão ou fluxo é o mesmo na entrada e saída, portanto podemos utilizar a velocidade de saída para de terminar o fluxo e assim a velocidade de entrada.

Passo 2

Calculando a área:

A = π D 2 4

A = π 0,13 2 4

A = 0,01327   m 2

Substituindo os valores na formula do fluxo:

m ˙ = V 2 A v 2

m ˙ = 0,01327 ∙ 80 0,05217

m ˙ = 20,34   k g / s

Para de terminarmos a velocidade de saída iremos reaplicar a formula só que com as condições de entrada:

V 1 = m ˙ v 1 A

V 1 = 20,34 ∙ 0,001017 0,01327

V 1 = 1,559   m / s  

Passo 3

A vazão volumétrica de entrada é dada por:

V ˙ = V A

Substituindo os valores:

V ˙ = 1,559 ∙ 0,01327

V ˙ = 0,02069   m 3 / s

Resposta

V 1 = 1,559   m / s  

V ˙ = 0,02069   m 3 / s

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