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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 115

Determine a eficiência isoentrópica do bocal analisado no Exemplo 6.4.

Passo 1

E aí galera, bora resolver uma questãozinha de termodinâmica?

Começamos o problema buscando no Exemplo 6.4 alguns dados necessários para a resolução deste problema.

Início:

V a p o r   d ' á g u a

p 1 = 0,6   M P a

T 1 = 200 ° C

V 1 = 50   m / s

Final:

V 2 = 600   m / s

p 2 = 0,15   M P a

Temos um processo adiabático e reversível, ou seja, isentrópico:

s 1 = s 2

Passo 2

Pela Tabela B.1.3, obtemos para a entrada:

h 1 = 2850,1   k J / k g

s 1 = 6,9665   k J / k g ⋅ K

Agora, temos que calcular as propriedades de saída do bocal.

Na Tabela B.1.2, obtemos para 0,15   M P a :

s l = 1,4335   k J / k g ⋅ K

s l v = 5,7897   k J / k g ⋅ K

h l = 467,08   k J / k g

h l v = 2226,5   k J / k g

Calculando o título de saída:

s 1 = s 2 = s l + x 2 s l v

6,9665 = 1,4335 + x 2 ⋅ 5,7897

x 2 = 0,956

Calculando a entalpia de saída:

h 2 = h l + x 2 h l v

h 2 = 467,08 + 0,956 ⋅ 2226,5

h 2 = 2595,6   k J / k g

Passo 3

Utilizando a equação de energia:

q + h 1 + V 1 2 2 + g Z 1 = h 2 + V 2 2 2 + g Z 2 + w

Temos que o sistema é isentrópico, consequentemente é adiabático e reversível, e desprezando o trabalho e a variação de energia potencial, temos que:

V 2 2 - V 1 2 2 = h 1 - h 2

Calculando a velocidade de saída real:

V 2 , b 2 - V 1 2 2 = h 1 - h 2

V 2 , b 2 - 50 2 2 = 2850,1 - 2595,6 x 10 3

V 2 , b = 715,2   m / s

Finalmente conseguimos determinar a eficiência isentrópica do bocal:

n = V 2 2 V 2 , b 2

n = 600 2 715,2 2

n = 0,70

E assim finalizamos a questão!

Até a próxima!

Resposta

n = 0,70

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